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JP5467270B2 - Data input / output control device and semiconductor memory device system - Google Patents

Data input / output control device and semiconductor memory device system Download PDF

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JP5467270B2
JP5467270B2 JP2010104007A JP2010104007A JP5467270B2 JP 5467270 B2 JP5467270 B2 JP 5467270B2 JP 2010104007 A JP2010104007 A JP 2010104007A JP 2010104007 A JP2010104007 A JP 2010104007A JP 5467270 B2 JP5467270 B2 JP 5467270B2
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Description

本発明は、データ入出力制御装置および半導体記憶装置システムに関し、特に、ホスト装置から入力されたデータを所定のエラー訂正符号に符号化して不揮発性の半導体記憶装置に記憶させると共に半導体記憶装置に記憶されているデータを入力して入力したデータに対して所定のエラー訂正符号を用いてエラー訂正すると共に復号してホスト装置に出力するデータ入出力制御装置およびこうしたデータ入出力制御装置を備える半導体記憶装置システムに関する。 The present invention relates to a data input / output control device and a semiconductor memory device system, and in particular, encodes data input from a host device into a predetermined error correction code and stores it in a nonvolatile semiconductor memory device and stores it in a semiconductor memory device. Data input / output control device for inputting error data to the input data and correcting the error using a predetermined error correction code and decoding and outputting the same to a host device, and a semiconductor memory provided with such a data input / output control device It relates to a device system.

従来、この種のデータ入出力制御装置としては、CPUからの要求に応じてフラッシュメモリを制御するものにおいて、入力されたデータをフラッシュメモリに書き込む際には入力されたデータを512バイトずつ順次読み込んで522バイトのエラー訂正符号に符号化してフラッシュメモリに書き込み、フラッシュメモリからデータを読み出す際にはフラッシュメモリから読み出しデータにエラーが生じているときにはエラー訂正符号を用いてエラーを訂正すると共に読み出しデータを復号して出力するエラー訂正回路が搭載されたものが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。この装置では、こうしたエラー訂正回路を搭載することにより、フラッシュメモリに記憶されているデータが何らかの要因で反転するエラーが生じたときには、生じたエラーを訂正できるとしている。 Conventionally, this type of data input / output control device controls the flash memory in response to a request from the CPU. When the input data is written to the flash memory, the input data is sequentially read 512 bytes at a time. When an error occurs in the read data from the flash memory when data is encoded into a 522 byte error correction code and written to the flash memory and data is read from the flash memory, the error correction code is used to correct the error and read data There has been proposed a circuit in which an error correction circuit for decoding and outputting is output (see, for example, Non-Patent Document 1). In this apparatus, by mounting such an error correction circuit, when an error occurs in which data stored in the flash memory is inverted for some reason, the generated error can be corrected.

Toru Tanzawa, Tomoharu Tanaka, Ken Takeuchi, Riichiro Shirota, Seiichi Aritomo, Hiroshi Watanabe, Gertjan Hemink, Kazuhiro Shimizu, Shinji Sato, Yuji Takeuchi, and Kazunori Ohuchi, 「A Compact On-Chip ECC for Low Cost Flash Memories」, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.32, NO.5, MAY 1997Toru Tanzawa, Tomoharu Tanaka, Ken Takeuchi, Riichiro Shirota, Seiichi Aritomo, Hiroshi Watanabe, Gertjan Hemink, Kazuhiro Shimizu, Shinji Sato, Yuji Takeuchi, and Kazunori Ohuchi, `` A Compact On-Chip ECC for Low Cost Flash Memories '', IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.32, NO.5, MAY 1997

しかしながら、上述のデータ入出力制御装置では、エラー訂正符号の符号長を所定の長さとして、こうした所定の長さのエラー訂正符号を用いてデータのエラー訂正を行うため、訂正可能なビット数に上限があり、フラッシュメモリに記憶されているデータに訂正可能なビット数の上限を超えたエラーが生じると、こうしたエラーを訂正できなくなる。より多くのエラーを訂正する手法としては、より長い符号長のエラー訂正符号を用いる手法も考えられるが、この場合、エラー訂正回路においてデータを符号化したり復号したりするために要する処理時間が増大したり、エラー訂正回路の消費電力が増大してしまう。   However, in the above-described data input / output control device, since the error correction code is set to a predetermined length and the error correction code of the predetermined length is used to perform error correction of the data, the number of correctable bits is reduced. If there is an upper limit and an error occurs in the data stored in the flash memory that exceeds the upper limit of the correctable number of bits, such error cannot be corrected. As a method for correcting more errors, a method using an error correction code having a longer code length is also conceivable. In this case, however, the processing time required for encoding and decoding data in the error correction circuit increases. Or the power consumption of the error correction circuit increases.

本発明のデータ入出力制御装置および半導体記憶装置システムは、半導体記憶装置に記憶されているデータにエラーが生じたときにはより多くのエラーを訂正することを主目的とする。   The main object of the data input / output control device and semiconductor memory device system of the present invention is to correct more errors when errors occur in data stored in the semiconductor memory device.

本発明のデータ入出力制御装置および半導体記憶装置システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The data input / output control device and the semiconductor memory device system of the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の第1のデータ入出力制御装置は、
ホスト装置から入力されたデータを所定のエラー訂正符号に符号化して不揮発性の半導体記憶装置に記憶させると共に前記半導体記憶装置に記憶されているデータを入力して該入力したデータに対して前記所定のエラー訂正符号を用いてエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力するデータ入出力制御装置であって、
前記所定のエラー訂正符号に符号化するデータの長さである実行用データ長および前記所定のエラー訂正符号の長さである実行用符号長を記憶するエラー訂正情報記憶部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータを前記実行用符号長の前記所定のエラー訂正符号に符号化して前記半導体記憶装置に出力する符号化部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータに対して前記所定のエラー訂正符号によりエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力する復号部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだn個(nは、値1以上の整数)のデータに対して前記所定のエラー訂正符号により前記読み込んだデータのうちエラーが生じているデータ数であるエラーデータ数を検出するエラー検出部と、前記検出されたエラーデータ数が予め定められた上限エラー数を超えているときには1個の前記実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正および検出可能なエラー数の上限より多いエラーを訂正および検出可能でデータの長さが前記エラー訂正情報記憶部に記憶されている実行用データ長より長くなるデータの長さおよび前記所定のエラー訂正符号の符号長をそれぞれ前記実行用データ長および前記実行用符号長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる記憶処理部と、を有するデータ訂正入出力回路と、
前記ホスト装置から前記半導体記憶装置へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号が入力されたときには前記ホスト装置から入力されたデータが前記データ訂正入出力回路の符号化部に入力されて前記データ訂正入出力回路の符号化部から出力されたデータが前記半導体記憶装置に出力されると共に該出力されたデータが前記半導体記憶装置に記憶されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの読み出し要求する読み出し要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータが読み出されて該読み出されたデータが前記データ訂正入出力回路の復号部に入力され該データ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータが前記ホスト装置に出力されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータを読み出して該読み出したデータが前記データ訂正入出力回路のエラー検出部に入力された後に前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御する制御回路と、
を備えることを要旨とする。
The first data input / output control device of the present invention comprises:
Data input from the host device is encoded into a predetermined error correction code and stored in a non-volatile semiconductor memory device, and the data stored in the semiconductor memory device is input and the predetermined data is input to the predetermined data. A data input / output control device for error correction using the error correction code and decoding and outputting to the host device,
An error correction information storage unit that stores an execution data length that is the length of data to be encoded into the predetermined error correction code and an execution code length that is the length of the predetermined error correction code; and the input data An encoding unit that sequentially reads the stored execution data lengths in sequence, encodes the read data into the predetermined error correction code of the execution code length, and outputs the encoded data to the semiconductor memory device; and A decoding unit that sequentially reads data in increments of the stored execution code length, corrects the read data with the predetermined error correction code, and decodes and outputs the decoded data to the host device; and the input data Are sequentially read for each of the stored execution code lengths, and the predetermined error correction code is applied to the read n pieces (n is an integer equal to or greater than 1). An error detection unit that detects the number of error data, which is the number of data in which an error has occurred among the read data, and one when the number of detected error data exceeds a predetermined upper limit error number Execution data length capable of correcting and detecting errors greater than the upper limit of the number of errors that can be corrected and detected with a predetermined error correction code of the execution code length, and storing the data length in the error correction information storage unit A data processing unit having a storage processing unit that stores the longer data length and the code length of the predetermined error correction code in the error correction information storage unit as the execution data length and the execution code length, respectively. An output circuit;
When a write request signal for requesting writing of data from the host device to the semiconductor memory device is input, the data input from the host device is input to the encoding unit of the data correction input / output circuit and the data correction The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are arranged so that the data output from the encoding unit of the input / output circuit is output to the semiconductor memory device and the output data is stored in the semiconductor memory device. When the read request signal for controlling and reading the data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data Is input to the decoding unit of the data correction input / output circuit and output from the decoding unit of the data correction input / output circuit. The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are controlled so as to be output to the host device, and an erasure request signal for requesting erasure of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device Sometimes the data stored in the semiconductor memory device is read out, and the data stored in the semiconductor memory device is erased after the read data is input to the error detection unit of the data correction input / output circuit. A control circuit for controlling the data correction input / output circuit and the semiconductor memory device;
It is a summary to provide.

この本発明の第1の半導体記憶装置の制御装置では、ホスト装置から半導体記憶装置へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号が入力されたときには、ホスト装置から入力されたデータがデータ訂正入出力回路の符号化部に入力されてデータ訂正入出力回路の符号化部から出力されたデータが半導体記憶装置に出力されると共に該出力されたデータが半導体記憶装置に記憶されるようデータ訂正入出力回路と半導体記憶装置とを制御する。データ訂正入出力回路の符号化部は、入力されたデータを記憶されている実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータを実行用符号長の所定のエラー訂正符号に符号化して半導体記憶装置に出力する。これにより、実行用符号長の所定のエラー訂正符号に符号化されたデータを半導体記憶装置に記憶させることができる。また、ホスト装置から半導体記憶装置に記憶されているデータの読み出し要求する読み出し要求信号が入力されたときには半導体記憶装置に記憶されているデータが読み出されて読み出されたデータがデータ訂正入出力回路の復号エラー検出部に入力されデータ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータがホスト装置に出力されるようデータ訂正入出力回路と半導体記憶装置とを制御する。データが入力されたデータ訂正入出力回路の復号部は、入力されたデータを記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータに対して所定のエラー訂正符号によりエラー訂正すると共に復号してホスト装置に出力するから、ホスト装置にエラー訂正されたデータを出力することができる。そして、ホスト装置から半導体記憶装置に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号が入力されたときには半導体記憶装置に記憶されているデータを読み出して読み出したデータがデータ訂正入出力回路のエラー検出部に入力された後に半導体記憶装置に記憶されているデータが消去されるようデータ訂正入出力回路と半導体記憶装置とを制御する。データを入力されたデータ訂正入出力回路のエラー検出部は、入力されたデータを記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで読み込んだn個(nは、値1以上の整数)のデータに対して所定のエラー訂正符号により読み込んだデータのうちエラーが生じているデータ数であるエラーデータ数を検出し、データ訂正入出力回路の記憶処理部は、検出されたエラーデータ数が予め定められた上限エラー数を超えているときには1個の実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正および検出可能なエラー数の上限より多いエラーを訂正および検出可能でデータの長さがエラー訂正情報記憶部に記憶されている実行用データ長より長くなるデータの長さおよび所定のエラー訂正符号の符号長をそれぞれ実行用データ長および実行用符号長としてエラー訂正情報記憶部に記憶させる。検出されたエラーデータ数が上限エラー数を超えているときには、次に書き込み要求信号が入力されると、データ訂正入出力回路の符号化部は、入力されたデータをより長い実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータをより長い実行用符号長の所定のエラー訂正符号に符号化して半導体記憶装置に出力し、次に読み出し要求信号が入力されたときには、データ訂正入出力回路の復号部は、より長い実行用符号長の所定のエラー訂正符号でデータをエラー訂正することができる。これにより、より多くのエラーを訂正することができる。なお、「上限エラー数」としては、n個の実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正可能なエラー数の上限値やこの上限値より若干小さい値を含むものとする。   In the control device of the first semiconductor memory device of the present invention, when a write request signal for requesting data writing from the host device to the semiconductor memory device is input, the data input from the host device is the data correction input / output. Data correction input / output so that data input to the encoding unit of the circuit and output from the encoding unit of the data correction input / output circuit is output to the semiconductor memory device and the output data is stored in the semiconductor memory device The circuit and the semiconductor memory device are controlled. An encoding unit of a data correction input / output circuit sequentially reads input data for each execution data length stored therein, and encodes the read data into a predetermined error correction code having an execution code length. Output to. Thereby, the data encoded into the predetermined error correction code of the execution code length can be stored in the semiconductor memory device. Further, when a read request signal for requesting reading of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data is converted into a data correction input / output. The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are controlled so that the data input to the decoding error detection unit of the circuit and output from the decoding unit of the data correction input / output circuit is output to the host device. The decoding unit of the data correction input / output circuit to which data has been input sequentially reads the input data by the stored execution code length, and corrects and decodes the read data with a predetermined error correction code. Since the data is output to the host device, the error-corrected data can be output to the host device. When an erasure request signal for erasing data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data is an error in the data correction input / output circuit. The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are controlled so that the data stored in the semiconductor memory device after being input to the detector is erased. The error detection unit of the data correction input / output circuit to which the data has been input sequentially reads the input data for each of the stored execution code lengths and reads the n data (n is an integer of 1 or more). On the other hand, the number of error data, which is the number of data in which an error has occurred among the data read by the predetermined error correction code, is detected, and the storage processing unit of the data correction input / output circuit determines the number of detected error data in advance. If the number of errors exceeds the upper limit, the number of errors larger than the upper limit of the number of errors that can be corrected and detected with a predetermined error correction code of one execution code length can be corrected and detected, and the data length is stored in error correction information. The data length longer than the execution data length stored in the section and the code length of the predetermined error correction code are set as the execution data length and the execution code length, respectively. It is stored in the error correction information storage unit. When the number of detected error data exceeds the upper limit number of errors, the next time a write request signal is input, the encoding unit of the data correction input / output circuit converts the input data into a longer execution data length. The read data is sequentially read and the read data is encoded into a predetermined error correction code having a longer execution code length and output to the semiconductor memory device. Next, when a read request signal is input, the decoding unit of the data correction input / output circuit Can error-correct data with a predetermined error correction code having a longer execution code length. Thereby, more errors can be corrected. The “upper limit error count” includes an upper limit value of the number of errors that can be corrected with a predetermined error correction code having n execution code lengths, and a value slightly smaller than the upper limit value.

こうした本発明の第1のデータ入出力制御装置において、前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記検出されたエラー数が前記上限エラー数を超えているときには前記記憶されている実行用データ長のm倍(mは2以上の整数)のデータ長を前記実行用データ長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部であるものとすることもできる。   In the first data input / output control apparatus of the present invention, the storage processing unit of the data correction input / output circuit stores the execution data stored when the detected number of errors exceeds the upper limit number of errors. It may be a processing unit that stores a data length of m times the length (m is an integer of 2 or more) in the error correction information storage unit as the execution data length.

本発明の第2のデータ入出力制御装置は、
ホスト装置から入力されたデータを所定のエラー訂正符号に符号化して不揮発性の半導体記憶装置に記憶させると共に前記半導体記憶装置に記憶されているデータを入力して該入力したデータに対して前記所定のエラー訂正符号を用いてエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力するデータ入出力制御装置であって、
前記半導体記憶装置にデータが書き込まれた回数と前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去された回数との和の回数である書き込み消去回数を計数する書き込み回数計数回路と、
前記所定のエラー訂正符号に符号化するデータの長さである実行用データ長および前記所定のエラー訂正符号の長さである実行用符号長を記憶するエラー訂正情報記憶部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータを前記実行用符号長の前記所定のエラー訂正符号に符号化して前記半導体記憶装置に出力する符号化部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータに対して前記所定のエラー訂正符号によりエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力する復号部と、n個(nは、値1以上の整数)の実行用符号長のデータに予め定められた上限エラー数より多いエラーが生じると推定される書き込み消去回数である判定用閾値を前記計数された書き込み消去回数が超えているときには1個の前記実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正および検出可能なエラー数の上限より多いエラーを訂正および検出可能でデータの長さが前記エラー訂正情報記憶部に記憶されている実行用データ長より長くなるデータの長さおよび前記所定のエラー訂正符号の符号長をそれぞれ前記実行用データ長および前記実行用符号長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる記憶処理部と、を有するデータ訂正入出力回路と、
前記ホスト装置から前記半導体記憶装置へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号が入力されたときには前記ホスト装置から入力されたデータが前記データ訂正入出力回路の符号化部に入力されて前記データ訂正入出力回路の符号化部から出力されたデータが前記半導体記憶装置に出力されると共に該出力されたデータが前記半導体記憶装置に記憶されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの読み出し要求する読み出し要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータが読み出されて該読み出されたデータが前記データ訂正入出力回路の復号部に入力され該データ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータが前記ホスト装置に出力されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去されるよう前記半導体記憶装置を制御する制御回路と、
を備えることを要旨とする。
The second data input / output control device of the present invention comprises:
Data input from the host device is encoded into a predetermined error correction code and stored in a non-volatile semiconductor memory device, and the data stored in the semiconductor memory device is input and the predetermined data is input to the predetermined data. A data input / output control device for error correction using the error correction code and decoding and outputting to the host device,
A write count circuit that counts the number of write erasures, which is the sum of the number of times data is written to the semiconductor memory device and the number of times data stored in the semiconductor memory device is erased;
An error correction information storage unit that stores an execution data length that is the length of data to be encoded into the predetermined error correction code and an execution code length that is the length of the predetermined error correction code; and the input data An encoding unit that sequentially reads the stored execution data lengths in sequence, encodes the read data into the predetermined error correction code of the execution code length, and outputs the encoded data to the semiconductor memory device; and A decoding unit that sequentially reads data in increments of the stored code length for execution, corrects the read data with the predetermined error correction code, decodes the decoded data, and outputs the decoded data to the host device; n (n Is a threshold value for determination, which is the number of write erasures estimated to cause more errors than a predetermined upper limit error number in the data of the execution code length of value 1 When the counted number of write / erase times exceeds, an error larger than the upper limit of the number of errors that can be corrected and detected with a predetermined error correction code of one execution code length can be corrected and detected, and the data length is The error correction information with the data length longer than the execution data length stored in the error correction information storage unit and the code length of the predetermined error correction code as the execution data length and the execution code length, respectively. A data correction input / output circuit having a storage processing unit to be stored in the storage unit;
When a write request signal for requesting writing of data from the host device to the semiconductor memory device is input, the data input from the host device is input to the encoding unit of the data correction input / output circuit and the data correction The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are arranged so that the data output from the encoding unit of the input / output circuit is output to the semiconductor memory device and the output data is stored in the semiconductor memory device. When the read request signal for controlling and reading the data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data Is input to the decoding unit of the data correction input / output circuit and output from the decoding unit of the data correction input / output circuit. The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are controlled so as to be output to the host device, and an erasure request signal for requesting erasure of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device A control circuit for controlling the semiconductor memory device so that data stored in the semiconductor memory device is sometimes erased;
It is a summary to provide.

この本発明の第2のデータ入出力制御装置では、ホスト装置から半導体記憶装置へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号が入力されたときには、ホスト装置から入力されたデータがデータ訂正入出力回路の符号化部に入力されてデータ訂正入出力回路の符号化部から出力されたデータが半導体記憶装置に出力されると共に該出力されたデータが半導体記憶装置に記憶されるようデータ訂正入出力回路と半導体記憶装置とを制御する。データ訂正入出力回路の符号化部は、入力されたデータを記憶されている実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータを実行用符号長の所定のエラー訂正符号に符号化して半導体記憶装置に出力する。これにより、実行用符号長の所定のエラー訂正符号に符号化されたデータを半導体記憶装置に記憶させることができる。また、ホスト装置から半導体記憶装置に記憶されているデータの読み出し要求する読み出し要求信号が入力されたときには半導体記憶装置に記憶されているデータが読み出されて読み出されたデータがデータ訂正入出力回路の復号部に入力されデータ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータがホスト装置に出力されるようデータ訂正入出力回路と半導体記憶装置とを制御する。データが入力されたデータ訂正入出力回路の復号部は、入力されたデータを記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータに対して所定のエラー訂正符号によりエラー訂正すると共に復号してホスト装置に出力するから、ホスト装置にエラー訂正されたデータを出力することができる。そして、データ訂正入出力回路の記憶処理部は、n個(nは、値1以上の整数)の実行用符号長のデータに予め定められた上限エラー数より多いエラーが生じると推定される書き込み消去回数である判定用閾値を計数された書き込み消去回数が超えているときには1個の実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正および検出可能なエラー数の上限より多いエラーを訂正および検出可能でデータの長さがエラー訂正情報記憶部に記憶されている実行用データ長より長くなるデータの長さおよび所定のエラー訂正符号の符号長をそれぞれ実行用データ長および実行用符号長としてエラー訂正情報記憶部に記憶させる。これにより、判定用閾値を計数された書き込み消去回数が超えているとき、次に書き込み要求信号が入力されたときには、データ訂正入出力回路の符号化部は、入力されたデータをより長い実行用データ長ずつ順次読み込んで読み込んだデータをより長い実行用符号長の所定のエラー訂正符号に符号化して半導体記憶装置に出力し、次に書き込み要求信号が入力されたときには、データ訂正入出力回路の復号部は、より長い実行用符号長の所定のエラー訂正符号でデータをエラー訂正することができる。これにより、より多くのエラーを訂正することができる。なお、「上限エラー数」としては、n個の実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正可能なエラー数の上限値やこの上限値より若干小さい値を含むものとする。   In the second data input / output control device of the present invention, when a write request signal for requesting writing of data from the host device to the semiconductor memory device is input, the data input from the host device is a data correction input / output circuit. The data correction input / output circuit so that the data input to the encoding unit and output from the encoding unit of the data correction input / output circuit is output to the semiconductor memory device and the output data is stored in the semiconductor memory device And the semiconductor memory device. An encoding unit of a data correction input / output circuit sequentially reads input data for each execution data length stored therein, and encodes the read data into a predetermined error correction code having an execution code length. Output to. Thereby, the data encoded into the predetermined error correction code of the execution code length can be stored in the semiconductor memory device. Further, when a read request signal for requesting reading of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data is converted into a data correction input / output. The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are controlled so that the data input to the decoding unit of the circuit and output from the decoding unit of the data correction input / output circuit is output to the host device. The decoding unit of the data correction input / output circuit to which data has been input sequentially reads the input data by the stored execution code length, and corrects and decodes the read data with a predetermined error correction code. Since the data is output to the host device, the error-corrected data can be output to the host device. The storage processing unit of the data correction input / output circuit writes that it is estimated that more errors than a predetermined upper limit error number will occur in n pieces of execution code length data (n is an integer of 1 or more). When the number of write / erase counts exceeds the threshold value for determination, which is the number of erasures, errors greater than the upper limit of the number of errors that can be corrected and detected with a predetermined error correction code of one execution code length can be corrected and detected In the error correction, the data length is longer than the execution data length stored in the error correction information storage unit, and the code length of the predetermined error correction code is the execution data length and the execution code length, respectively. The information is stored in the information storage unit. As a result, when the number of write / erase times counted for the determination threshold is exceeded and the next write request signal is input, the encoding unit of the data correction input / output circuit uses the input data for a longer execution time. The data read sequentially by the data length is encoded into a predetermined error correction code having a longer execution code length and output to the semiconductor memory device. Next, when a write request signal is input, the data correction input / output circuit The decoding unit can error-correct data with a predetermined error correction code having a longer execution code length. Thereby, more errors can be corrected. The “upper limit error count” includes an upper limit value of the number of errors that can be corrected with a predetermined error correction code having n execution code lengths, and a value slightly smaller than the upper limit value.

こうした本発明の第2のデータ入出力制御装置において、前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記計数された書き込み消去回数が前記判定用閾値を超えているときには前記記憶されている実行用データ長のm倍(mは2以上の整数)のデータ長を前記実行用データ長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理であるものとすることもできる。   In such a second data input / output control device of the present invention, the storage processing unit of the data correction input / output circuit stores the stored execution execution time when the counted number of write / erase times exceeds the determination threshold value. The processing may be such that a data length m times the data length (m is an integer of 2 or more) is stored in the error correction information storage unit as the execution data length.

こうした本発明の第1または第2のデータ入出力制御装置において、前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記データ訂正入出力回路で消費する電力が該データ訂正入出力回路での消費が許容される許容電力以下となる前記実行用符号長の上限として予め定められた上限電力許容符号長より前記エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した前記実行用データ長および前記実行用符号長を前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部であるものとすることもできる。エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が長いほどデータ訂正入出力回路で消費する電力が長くなる傾向にあるから、上限電力許容符号長よりエラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した実行用データ長および実行用符号長をエラー訂正情報記憶部に記憶させることにより、データ訂正入出力回路で消費する電力を許容電力以下に抑えた状態でエラー訂正することができる。   In such a first or second data input / output control device of the present invention, the storage processing unit of the data correction input / output circuit consumes power in the data correction input / output circuit in the data correction input / output circuit. The execution code set such that the execution code length stored in the error correction information storage unit is shorter than the upper limit power allowable code length predetermined as the upper limit of the execution code length that is equal to or less than the allowable power limit. It may be a processing unit that stores the data length and the execution code length in the error correction information storage unit. The longer the code length for execution stored in the error correction information storage unit, the longer the power consumed by the data correction input / output circuit tends to be longer. Therefore, the error correction information storage unit stores the error correction information from the upper limit power allowable code length. By storing the execution data length and execution code length set so that the execution code length is shortened in the error correction information storage unit, the power consumed by the data correction input / output circuit is reduced to an allowable power level or less. It can be corrected.

また、本発明の第1または第2のデータ入出力制御装置において、前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記データ訂正入出力回路が単位時間あたりに前記半導体記憶装置から読み出し可能なデータ量である読み出し速度が前記データ訂正入出力回路で許容される許容読み出し速度以下となる前記実行用符号長の上限として予め定められた上限速度許容符号長より前記エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した前記実行用データ長および前記実行用符号長を前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部であるものとすることもできる。エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が長いほど読み出し速度が遅くなる傾向にあるから、上限速度許容符号長よりエラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した実行用データ長および実行用符号長をエラー訂正情報記憶部に記憶させることにより、データ訂正入出力回路の読み出し速度が許容読み出し速度より遅くなるのを抑えた状態でエラー訂正することができる。   Further, in the first or second data input / output control device of the present invention, the storage processing unit of the data correction input / output circuit is configured to read data that the data correction input / output circuit can read from the semiconductor memory device per unit time. The amount of read speed is stored in the error correction information storage unit from a predetermined upper limit speed allowable code length as an upper limit of the execution code length that is equal to or lower than the allowable read speed allowed by the data correction input / output circuit. The execution data length and the execution code length set so as to shorten the execution code length can be stored in the error correction information storage unit. The longer the execution code length stored in the error correction information storage section, the slower the reading speed, so the execution code length stored in the error correction information storage section becomes shorter than the upper limit speed allowable code length. By storing the set execution data length and execution code length in the error correction information storage unit, error correction can be performed while suppressing the reading speed of the data correction input / output circuit from being slower than the allowable reading speed. it can.

さらに、本発明の第1または第2のデータ入出力制御装置において、前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記データ訂正入出力回路の面積が該データ訂正入出力回路に許容される許容面積以下となる前記実行用符号長の上限として予め定められた上限面積許容符号長より前記エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した前記実行用データ長および前記実行用符号長を前記前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部であるものとすることもできる。エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が長いほどデータ訂正入出力回路の面積が大きくなる傾向にあるから、上限面積許容符号長よりエラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した実行用データ長および実行用符号長をエラー訂正情報記憶部に記憶させることにより、データ訂正入出力回路の面積を許容面積以下にすることができる。   Further, in the first or second data input / output control device according to the present invention, the storage processing unit of the data correction input / output circuit may be configured such that an area of the data correction input / output circuit is allowed for the data correction input / output circuit. The execution data length set so that the execution code length stored in the error correction information storage unit is shorter than the upper limit area allowable code length predetermined as the upper limit of the execution code length that is equal to or smaller than the area, and It may be a processing unit that stores an execution code length in the error correction information storage unit. Since the area of the data correction input / output circuit tends to increase as the execution code length stored in the error correction information storage unit increases, the execution code stored in the error correction information storage unit from the upper limit area allowable code length By storing the execution data length and the execution code length set so as to shorten the code length in the error correction information storage unit, the area of the data correction input / output circuit can be reduced to an allowable area or less.

そして、本発明の第1または第2のデータ入出力制御装置において、前記半導体記憶装置は、フローティングゲートへの電子の注入量に応じて複数の電子注入状態を多値記憶として記憶すると共に前記フローティングゲートへの電子の注入量が多いほど劣化が促進される傾向の半導体記憶素子を複数有する装置であり、前記データ訂正入出力回路は、前記入力されたデータを第1の長さずつ順次読み込んで該読み込んだ第1の長さのデータのうち前記半導体記憶素子を予め定められた所定の電子注入状態より前記フローティングゲートへの電子の注入量が多い状態にする高電子注入データの数が前記半導体記憶素子を前記所定の高電子注入状態より前記フローティングゲートへの電子の注入量が少ない状態にする低電子注入データの数以下であるときには第2の長さの第1のフラグを付加して前記符号化部に出力し、前記読み込んだ第1の長さのデータのうち前記高電子注入データの数が前記低電子注入データの数を超えているときには前記高電子注入データを前記低電子注入データに変換すると共に前記低電子注入データを前記高電子注入データに変換するデータ変換を施して該データ変換後のデータに前記第2の長さの第2のフラグを付加して前記符号化部に出力し、前記復号部から出力されたデータを前記第1の長さに前記第2の長さを加えた第3の長さずつ順次読み込んで該読み込んだ第3の長さのデータが前記第1のフラグを含んでいるときには前記データから前記第1のフラグを削除したデータを出力すると共に前記読み込んだ第3の長さのデータが前記第2のフラグを含んでいるときには前記第2のフラグを削除した前記第1の長さのデータに対して前記データ変換を施して出力するデータ変換部、を有する回路であり、前記制御回路は、前記ホスト装置から前記書き込み要求信号が入力されたときには前記ホスト装置から入力されたデータが前記データ訂正入出力回路の前記データ変換部を介して前記符号化部に入力され、前記ホスト装置から前記読み出し要求信号が入力されたときには前記データ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータが前記データ変換部を介して前記ホスト装置に出力されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御する回路であるものとすることもできる。こうすれば、半導体記憶装置に記憶させるデータのうち低電子注入データの割合を高電子注入データより高くすることができるから、半導体記憶装置に記憶されているデータにエラーが生じる確率をより低くすることができる。この場合において、前記半導体記憶素子は、前記フローティングゲートに電子が注入された高電子注入状態と該高電子注入状態より前記フローティングゲートに注入されている電子が少ない低電子注入状態とを二値記憶として記憶する素子であり、前記高電子注入データは前記半導体記憶素子を前記高電子注入状態にするデータであり、前記低電子注入データは前記半導体記憶素子を前記低電子注入状態にするデータであるものとすることもできる。こうすれば、半導体素子が高電子注入状態と低電子注入状態とを二値記憶として記憶する素子である場合に、半導体記憶装置に記憶されているデータにエラーが生じる確率をより低くすることができる。   In the first or second data input / output control device of the present invention, the semiconductor memory device stores a plurality of electron injection states as multi-value storage according to the amount of electrons injected into the floating gate, and the floating memory. The device includes a plurality of semiconductor memory elements whose deterioration tends to be accelerated as the amount of electrons injected into the gate increases. The data correction input / output circuit sequentially reads the input data by a first length. Of the read first length data, the number of high electron injection data for setting the semiconductor memory element to a state in which the amount of electrons injected into the floating gate is larger than a predetermined predetermined electron injection state. Less than the number of low electron injection data that makes the memory element in a state where the amount of electrons injected into the floating gate is smaller than the predetermined high electron injection state. A first flag having a second length is added to the encoding unit and output to the encoding unit. Of the read first length data, the number of the high electron injection data is the number of the low electron injection data. When the number exceeds, the high electron injection data is converted into the low electron injection data and the low electron injection data is converted into the high electron injection data, and the second data is converted into the second data. A second flag having a length of 3 is added and output to the encoding unit, and the third length obtained by adding the second length to the first length of the data output from the decoding unit When the data of the third length read sequentially and the third length of the read data includes the first flag, the data obtained by deleting the first flag from the data is output and the third length of the read data is output. The data is the second flag A data conversion unit that performs the data conversion on the first length of data from which the second flag has been deleted and outputs the data, and the control circuit is connected to the host device. When the write request signal is input, data input from the host device is input to the encoding unit via the data conversion unit of the data correction input / output circuit, and the read request signal is input from the host device. A circuit that controls the data correction input / output circuit and the semiconductor memory device so that the data output from the decoding unit of the data correction input / output circuit is output to the host device via the data conversion unit. It can also be. In this way, the ratio of the low electron injection data in the data stored in the semiconductor memory device can be made higher than that of the high electron injection data, so that the probability that an error occurs in the data stored in the semiconductor memory device is further reduced. be able to. In this case, the semiconductor memory element binary-stores a high electron injection state in which electrons are injected into the floating gate and a low electron injection state in which electrons are injected into the floating gate less than the high electron injection state. The high electron injection data is data for setting the semiconductor memory element in the high electron injection state, and the low electron injection data is data for setting the semiconductor memory element in the low electron injection state. It can also be. In this case, when the semiconductor element is an element that stores the high electron injection state and the low electron injection state as binary storage, the probability that an error occurs in the data stored in the semiconductor storage device can be further reduced. it can.

さらに、本発明の第1または第2のデータ入出力制御装置において、前記所定のエラー訂正符号は、ブロック符号または畳込み符号であるものとすることもできる。ここで、「ブロック符号」にはBCH符号やリード・ソロモン符号などが含まれ、「畳込み符号」にはLDPC符号などが含まれる。   Furthermore, in the first or second data input / output control device of the present invention, the predetermined error correction code may be a block code or a convolutional code. Here, the “block code” includes a BCH code, a Reed-Solomon code, and the like, and the “convolution code” includes an LDPC code and the like.

また、本発明の第1または第2のデータ入出力制御装置において、前記半導体記憶装置は、前記半導体記憶装置にデータが書き込まれた回数と前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去された回数との和の回数である書き込み消去回数が多くなるほど記憶しているデータにエラーが生じる確率が高くなる傾向の装置であるものとすることもできる。この場合において、前記半導体記憶装置は、NAND型フラッシュメモリおよびNOR型フラッシュメモリおよび相変化メモリおよび磁気抵抗メモリおよび強誘電体メモリおよび抵抗変化型メモリのいずれか又はこれらを複数組み合わせた装置であるものとすることもできる。   In the first or second data input / output control device according to the present invention, the semiconductor memory device has erased data stored in the semiconductor memory device and the number of times data is written to the semiconductor memory device. The number of times of writing and erasing, which is the sum of the number of times, and the number of times of writing and erasing increase, so that the probability that an error occurs in stored data tends to increase. In this case, the semiconductor memory device is a NAND flash memory, a NOR flash memory, a phase change memory, a magnetoresistive memory, a ferroelectric memory, a resistance change memory, or a combination thereof. It can also be.

さらに、本発明の第1または第2のデータ入出力制御装置において、前記半導体記憶装置は、前記データ入出力制御装置が形成された半導体チップと異なる半導体チップに形成された装置であるものとすることもできる。こうすれば、半導体記憶装置がデータ入出力制御装置が形成された半導体チップと異なる半導体チップに形成されていても、より多くのエラーを訂正することができる。   Furthermore, in the first or second data input / output control device of the present invention, the semiconductor memory device is a device formed on a semiconductor chip different from the semiconductor chip on which the data input / output control device is formed. You can also. In this way, even if the semiconductor memory device is formed on a semiconductor chip different from the semiconductor chip on which the data input / output control device is formed, more errors can be corrected.

本発明の半導体記憶装置システムは、
不揮発性の半導体記憶装置と、
上述した本発明のいずれかの態様の第1または第2のデータ入出力制御装置、すなわち、基本的には、ホスト装置から入力されたデータを所定のエラー訂正符号に符号化して不揮発性の半導体記憶装置に記憶させると共に前記半導体記憶装置に記憶されているデータを入力して該入力したデータに対して前記所定のエラー訂正符号を用いてエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力するデータ入出力制御装置であって、前記所定のエラー訂正符号に符号化するデータの長さである実行用データ長および前記所定のエラー訂正符号の長さである実行用符号長を記憶するエラー訂正情報記憶部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータを前記実行用符号長の前記所定のエラー訂正符号に符号化して前記半導体記憶装置に出力する符号化部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータに対して前記所定のエラー訂正符号によりエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力する復号部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだn個(nは、値1以上の整数)のデータに対して前記所定のエラー訂正符号により前記読み込んだデータのうちエラーが生じているデータ数であるエラーデータ数を検出するエラー検出部と、前記検出されたエラーデータ数が予め定められた上限エラー数を超えているときには1個の前記実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正および検出可能なエラー数の上限より多いエラーを訂正および検出可能でデータの長さが前記エラー訂正情報記憶部に記憶されている実行用データ長より長くなるデータの長さおよび前記所定のエラー訂正符号の符号長をそれぞれ前記実行用データ長および前記実行用符号長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる記憶処理部と、を有するデータ訂正入出力回路と、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号が入力されたときには前記ホスト装置から入力されたデータが前記データ訂正入出力回路の符号化部に入力されて前記データ訂正入出力回路の符号化部から出力されたデータが前記半導体記憶装置に出力されると共に該出力されたデータが前記半導体記憶装置に記憶されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの読み出し要求する読み出し要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータが読み出されて該読み出されたデータが前記データ訂正入出力回路の復号部に入力され該データ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータが前記ホスト装置に出力されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータを読み出して該読み出したデータが前記データ訂正入出力回路のエラー検出部に入力された後に前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御する制御回路と、を備える本発明の第1のデータ入出力制御装置、または、ホスト装置から入力されたデータを所定のエラー訂正符号に符号化して不揮発性の半導体記憶装置に記憶させると共に前記半導体記憶装置に記憶されているデータを入力して該入力したデータに対して前記所定のエラー訂正符号を用いてエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力するデータ入出力制御装置であって、前記半導体記憶装置にデータが書き込まれた回数と前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去された回数との和の回数である書き込み消去回数を計数する書き込み回数計数回路と、前記所定のエラー訂正符号に符号化するデータの長さである実行用データ長および前記所定のエラー訂正符号の長さである実行用符号長を記憶するエラー訂正情報記憶部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータを前記実行用符号長の前記所定のエラー訂正符号に符号化して前記半導体記憶装置に出力する符号化部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータに対して前記所定のエラー訂正符号によりエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力する復号部と、n個(nは、値1以上の整数)の実行用符号長のデータに予め定められた上限エラー数より多いエラーが生じると推定される書き込み消去回数である判定用閾値を前記計数された書き込み消去回数が超えているときには1個の前記実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正および検出可能なエラー数の上限より多いエラーを訂正および検出可能でデータの長さが前記エラー訂正情報記憶部に記憶されている実行用データ長より長くなるデータの長さおよび前記所定のエラー訂正符号の符号長をそれぞれ前記実行用データ長および前記実行用符号長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる記憶処理部と、を有するデータ訂正入出力回路と、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号が入力されたときには前記ホスト装置から入力されたデータが前記データ訂正入出力回路の符号化部に入力されて前記データ訂正入出力回路の符号化部から出力されたデータが前記半導体記憶装置に出力されると共に該出力されたデータが前記半導体記憶装置に記憶されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの読み出し要求する読み出し要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータが読み出されて該読み出されたデータが前記データ訂正入出力回路の復号部に入力され該データ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータが前記ホスト装置に出力されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去されるよう前記半導体記憶装置を制御する制御回路と、を備える本発明の第2のデータ入出力制御装置と、を備えることを要旨とする。
The semiconductor memory device system of the present invention is
A non-volatile semiconductor memory device;
The first or second data input / output control device according to any of the aspects of the present invention described above, that is, basically, a non-volatile semiconductor in which data input from the host device is encoded into a predetermined error correction code Data to be stored in the storage device and input to the data stored in the semiconductor storage device, and the input data is subjected to error correction using the predetermined error correction code and decoded and output to the host device An error correction information that is an input / output control device and stores an execution data length that is a length of data to be encoded into the predetermined error correction code and an execution code length that is a length of the predetermined error correction code A storage unit, and sequentially reading the input data for each of the stored execution data lengths, and reading the read data for the predetermined error correction of the execution code length An encoding unit that encodes the code and outputs the encoded data to the semiconductor storage device; and sequentially reads the input data in increments of the stored execution code length and causes the predetermined error correction code to error the read data A decoding unit that corrects and decodes and outputs the decoded data to the host device, and sequentially reads the input data by the stored execution code length, and reads the n pieces (n is an integer equal to or greater than 1) An error detection unit for detecting the number of error data, which is the number of data in which an error has occurred among the data read by the predetermined error correction code for the data, and a predetermined upper limit for the number of detected error data If the number of errors exceeds the number of errors that can be corrected and detected with the predetermined error correction code of one execution code length, the error is corrected. The length of the data that can be detected and the length of the data is longer than the execution data length stored in the error correction information storage unit, and the code length of the predetermined error correction code are the execution data length and the A data correction input / output circuit having a storage processing unit to be stored in the error correction information storage unit as an execution code length, and a write request signal for requesting data writing from the host device to the semiconductor storage device are input. Data input from the host device is input to the encoding unit of the data correction input / output circuit, and data output from the encoding unit of the data correction input / output circuit is output to the semiconductor memory device. Control the data correction input / output circuit and the semiconductor memory device so that the output data is stored in the semiconductor memory device When a read request signal for requesting reading of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data is The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are connected so that data input to the decoding unit of the data correction input / output circuit and output from the decoding unit of the data correction input / output circuit is output to the host device. And when an erase request signal for requesting erasure of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data is the data The data is stored so that the data stored in the semiconductor memory device is erased after being input to the error detection unit of the correction input / output circuit. A data correction input / output circuit and a control circuit for controlling the semiconductor memory device, the first data input / output control device of the present invention, or data input from a host device is encoded into a predetermined error correction code The data stored in the non-volatile semiconductor memory device and the data stored in the semiconductor memory device are input, the input data is error-corrected and decoded using the predetermined error correction code, and the host A data input / output control device for outputting to a device, wherein the number of times of writing and erasing is the sum of the number of times data is written to the semiconductor memory device and the number of times data stored in the semiconductor memory device is erased The number of times of writing that counts the data, the execution data length that is the length of the data to be encoded into the predetermined error correction code, and the predetermined error. An error correction information storage unit that stores an execution code length that is the length of the correction code, and sequentially reads the input data by the stored execution data length, and reads the read data of the execution code length An encoding unit that encodes the predetermined error correction code and outputs the encoded data to the semiconductor storage device; and sequentially reads the input data in units of the stored execution code length, and reads the predetermined data with respect to the read data More than the upper limit number of errors determined in advance for the decoding unit that performs error correction using an error correction code and decodes and outputs the decoded code to the host device, and n (n is an integer of 1 or more) execution code length When the counted number of write / erase times exceeds the threshold for determination that is the number of write / erase times estimated to cause an error, a predetermined error correction of one execution code length is performed. The length of the data that can correct and detect more errors than the upper limit of the number of errors that can be corrected and detected with the positive code, and the data length is longer than the execution data length stored in the error correction information storage unit, and A data processing input / output circuit that stores a code length of a predetermined error correction code in the error correction information storage unit as the execution data length and the execution code length, respectively, from the host device, When a write request signal for requesting writing of data to the semiconductor memory device is input, the data input from the host device is input to the encoding unit of the data correction input / output circuit and the code of the data correction input / output circuit The data output from the conversion unit is output to the semiconductor memory device and the output data is stored in the semiconductor memory device The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are controlled so that a read request signal for requesting reading of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device and stored in the semiconductor memory device. The read data is read, the read data is input to the decoding unit of the data correction input / output circuit, and the data output from the decoding unit of the data correction input / output circuit is output to the host device. The semiconductor memory device is controlled when an erasure request signal for controlling the data correction input / output circuit and the semiconductor memory device and requesting erasure of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device. And a control circuit for controlling the semiconductor memory device so that the data stored in the memory is erased. And summarized in that comprising a force controller, a.

この本発明の半導体記憶装置システムでは、上述したいずれかの態様の本発明のデータ入出力制御装置を備えているから、本発明のデータ入出力制御装置が奏する効果、例えば、より多くのエラーを訂正することができる効果などと同様の効果を奏する。   Since the semiconductor memory device system of the present invention includes the data input / output control device of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effect of the data input / output control device of the present invention, for example, more errors can be obtained. The same effects as those that can be corrected are produced.

こうした本発明の半導体記憶装置システムにおいて、前記半導体記憶装置は、前記半導体記憶装置にデータが書き込まれた回数と前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去された回数との和の回数である書き込み消去回数が多くなるほど記憶しているデータにエラーが生じる確率が高くなる傾向の装置であるものとすることもできる。この場合において、前記半導体記憶装置は、NAND型フラッシュメモリおよびNOR型フラッシュメモリおよび相変化メモリおよび磁気抵抗メモリおよび強誘電体メモリおよび抵抗変化型メモリのいずれか又はこれらを複数組み合わせた装置であるものとすることもできる。   In such a semiconductor memory device system of the present invention, the semiconductor memory device is the sum of the number of times data is written to the semiconductor memory device and the number of times data stored in the semiconductor memory device is erased. It can also be a device that tends to increase the probability of errors occurring in stored data as the number of write / erase cycles increases. In this case, the semiconductor memory device is a NAND flash memory, a NOR flash memory, a phase change memory, a magnetoresistive memory, a ferroelectric memory, a resistance change memory, or a combination thereof. It can also be.

また、本発明の半導体記憶装置システムにおいて、前記半導体記憶装置と前記データ入出力制御装置とは異なる半導体チップに形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、半導体記憶装置とデータ入出力制御装置とが異なる半導体チップに形成されてなるものにおいて、より多くのエラーを訂正することができる。   In the semiconductor memory device system of the present invention, the semiconductor memory device and the data input / output control device may be formed on different semiconductor chips. In this way, more errors can be corrected when the semiconductor memory device and the data input / output control device are formed on different semiconductor chips.

本発明の第1実施例としてのデータ入出力制御装置が搭載されたフラッシュメモリシステム10の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a flash memory system 10 equipped with a data input / output control apparatus as a first embodiment of the present invention. データ反転回路28から入力されたデータに対してデータ反転回路28から出力されたデータの一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an example of data output from the data inversion circuit 28 with respect to data input from the data inversion circuit 28. FIG. エラー訂正回路30の構成の概略を示す構成図である。2 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an error correction circuit 30. FIG. 実行用データ長Sdataが512バイト、実行用符号長Scodeが(51Kバイト+104ビット)であるときに符号化部34から出力されるデータの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the data output from the encoding part 34 when execution data length Sdata is 512 bytes and execution code length Scode is (51K bytes +104 bits). 記憶処理部38の動作の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of the operation of a storage processing unit 38. フラッシュメモリ12に記憶されているデータにビットエラーが生じている様子の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an example of a state in which a bit error has occurred in data stored in a flash memory 12. FIG. 本発明の第2実施例としてのデータ入出力制御装置が搭載されたフラッシュメモリシステム110の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the flash memory system 110 by which the data input / output control apparatus as 2nd Example of this invention is mounted. データ反転回路128から入力されたデータに対してデータ反転回路128から出力されたデータの一例を示す説明図である。6 is an explanatory diagram illustrating an example of data output from the data inversion circuit 128 with respect to data input from the data inversion circuit 128. FIG. エラー訂正回路130の構成の概略を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an error correction circuit 130. 実行用データ長Sdataが512バイト、実行用符号長Scodeが(51Kバイト+104ビット)であるときに符号化部134から出力されるデータの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the data output from the encoding part 134 when execution data length Sdata is 512 bytes and execution code length Scode is (51K bytes +104 bits). 記憶処理部138の動作の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of the operation of a storage processing unit 138. エラー数Nerrorと書き込み消去回数Nwrとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the number of errors Nerror, and the number of write-erase times Nwr. フラッシュメモリ112に記憶されているデータにビットエラーが生じている様子の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an example of a state in which a bit error has occurred in data stored in a flash memory 112. FIG.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は、本発明の第1実施例としてのデータ入出力制御装置が搭載されたフラッシュメモリシステム10の構成の概略を示す構成図である。フラッシュメモリシステム10は、NAND型フラッシュメモリが形成されたシリコンチップが複数積層されてなるフラッシュメモリ12と、フラッシュメモリ12を制御するメモリコントローラ20と、から構成され、ホスト装置60(例えば、パーソナルコンピュータなど)と通信可能に接続されており、ホスト装置60から入力される各種制御信号に応じてホスト装置60から入力されたデータをフラッシュメモリ12に記憶したり、フラッシュメモリ12に記憶しているデータをホスト装置60に出力したりする。なお、こうしたフラッシュメモリ12とメモリコントローラ20とは、互いに異なる半導体チップ上に形成されているものとする。   FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a flash memory system 10 equipped with a data input / output control apparatus as a first embodiment of the present invention. The flash memory system 10 includes a flash memory 12 in which a plurality of silicon chips each having a NAND flash memory are stacked, and a memory controller 20 that controls the flash memory 12, and a host device 60 (for example, a personal computer). Or the like, and data input from the host device 60 in response to various control signals input from the host device 60 is stored in the flash memory 12 or data stored in the flash memory 12 Are output to the host device 60. Note that the flash memory 12 and the memory controller 20 are formed on different semiconductor chips.

フラッシュメモリ12は、フローティングゲートへの電子注入やフローティングゲートからの電子の引き抜きにより閾値電圧が変化するフラッシュメモリセルを複数有するフラッシュメモリセルアレイ(図示せず)を備えるNAND型フラッシュメモリとして構成されており、フラッシュメモリセルアレイの他にロウデコーダ,カラムデコーダ,センスアンプなど(いずれも図示せず)を備える。フラッシュメモリ12では、ページ単位(実施例では、(512バイト+104ビット))でデータを書き込んだりデータを読み出し、複数ページからなるブロック単位(実施例では、64ページ)で記憶しているデータを消去する。フラッシュメモリセルに記憶されるデータは、実施例では、フローティングゲートに電子が注入された状態が”0”であるものとし、フローティングゲートから電子が引き抜かれて”0”の状態よりフローティングゲートの電子が少なくなっている状態が”1”であるものとする。   The flash memory 12 is configured as a NAND flash memory including a flash memory cell array (not shown) having a plurality of flash memory cells whose threshold voltage changes due to electron injection into the floating gate and extraction of electrons from the floating gate. In addition to the flash memory cell array, a row decoder, a column decoder, a sense amplifier, etc. (all not shown) are provided. In the flash memory 12, data is written or read in units of pages (in the embodiment, (512 bytes + 104 bits)), and data stored in units of blocks consisting of a plurality of pages (in the embodiment, 64 pages) is erased. To do. In the embodiment, the data stored in the flash memory cell is assumed that the state in which electrons are injected into the floating gate is “0”, and the electrons of the floating gate are extracted from the state of “0” when the electrons are extracted from the floating gate. It is assumed that the state in which the number is small is “1”.

メモリコントローラ20は、トランジスタ等の複数の論理素子からなる論理回路として構成されており、ホスト装置60からの各種制御信号を出力したりホスト装置60にデータを入出力するホストインターフェース回路22と、フラッシュメモリ12に各種制御信号を出力したりフラッシュメモリ12にデータを入出力するメモリインターフェース回路24と、ホストインターフェース回路22に入力されたデータを一時的に記憶するバッファ回路26と、バッファ回路26からデータを読み出して記憶されているデータに含まれる”1”のデータの数に応じてデータを反転または非反転させて非反転フラグまたは変換フラグを付加して出力するデータ反転回路28と、データ反転回路28からのデータをBCH(Bose-Chaudfuri-Hocquenghem)符号により符号化してメモリインターフェース回路24に出力したりメモリインターフェース回路24からのデータを復号してデータ反転回路28に出力するエラー訂正回路30と、メモリコントローラ20の全体の動作を制御する制御回路40と、を備える。   The memory controller 20 is configured as a logic circuit composed of a plurality of logic elements such as transistors, and outputs a host interface circuit 22 that outputs various control signals from the host device 60 and inputs / outputs data to / from the host device 60, and a flash memory. A memory interface circuit 24 that outputs various control signals to the memory 12 and inputs / outputs data to / from the flash memory 12, a buffer circuit 26 that temporarily stores data input to the host interface circuit 22, and data from the buffer circuit 26 Data inversion circuit 28 for outputting the data by inverting or non-inverting the data in accordance with the number of “1” data included in the stored data and adding a non-inverted flag or a conversion flag, and a data inverting circuit Data from 28 is BCH (Bose-Chaudfuri-Hocquenghem) code An error correction circuit 30 that encodes and outputs to the memory interface circuit 24, decodes data from the memory interface circuit 24, and outputs the decoded data to the data inversion circuit 28; and a control circuit 40 that controls the overall operation of the memory controller 20; .

データ反転回路28は、バッファ回路26からデータを4ビットずつ読み出し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数より多いときには”1”のデータを”0”に反転させると共に”0”のデータを”1”に反転させるビット反転を実行すると共にビット反転後のデータにビット反転が行われたことを示す”1”の反転フラグを付加してエラー訂正回路30に出力し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数以下であるときにはビット反転を実行せずにビット反転が実行されなかったことを示す”0”の非反転フラグを付加してエラー訂正回路30に出力する。図2は、データ反転回路28から入力されたデータに対してデータ反転回路28からエラー訂正回路30に出力されたデータの一例を示す説明図である。また、エラー訂正回路30からのデータに対しては、5ビットずつ読み出して、読み出したデータが反転フラグを含んでいるときには反転フラグを削除すると共に残りの4ビットのデータに対してビット反転を実行してバッファ回路26に出力し、読み出したデータが非反転フラグを含んでいるときには非反転フラグを削除した4ビットのデータをバッファ回路26に出力する。こうした動作により、データ反転回路28からエラー訂正回路30に出力されるデータにおける”1”のデータの割合をより多くすることができる。こうした動作を行う理由は、以下の通りである。フラッシュメモリセルは、フローティングゲートに電子が注入されると、電子がフラッシュメモリセルのゲート絶縁膜を通過する際のストレスによりゲート絶縁膜が劣化する。したがって、”0”のデータが多くなるほど、フラッシュメモリセルに記憶しているデータにエラーが生じる確率が高くなると考えられる。また、データ保持時においては、フローティングゲートに注入されている電子が流出してエラーが生じることがあるため、”0”のデータが多いほどデータにエラーが生じる確率が高くなると考えられる。したがって、フラッシュメモリセルでは、”1”のデータを記憶させたほうが”0”のデータを記憶させることによりエラーが生じる確率が低くなると考えられるため、データ反転回路28から出力されるデータにおける”1”のデータの割合をより多くしたのである。こうしたデータ反転回路28により、フラッシュメモリ12に記憶しているデータにエラーが生じる確率をより低くすることができる。   The data inverting circuit 28 reads data from the buffer circuit 26 by 4 bits, and when the number of “0” data included in the read 4-bit data is larger than the number of “1” data, the data “1” is read. Inverts to "0" and performs bit inversion to invert "0" data to "1" and adds an inversion flag of "1" indicating that bit inversion has been performed on the data after bit inversion When the number of “0” data included in the read 4-bit data output to the error correction circuit 30 is less than or equal to the number of “1” data, the bit inversion was not executed without executing the bit inversion. A non-inverted flag of “0” indicating this is added and output to the error correction circuit 30. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of data output from the data inversion circuit 28 to the error correction circuit 30 with respect to the data input from the data inversion circuit 28. Also, the data from the error correction circuit 30 is read out 5 bits at a time, and when the read data includes an inversion flag, the inversion flag is deleted and bit inversion is performed on the remaining 4 bits of data. When the read data includes a non-inverted flag, 4-bit data from which the non-inverted flag has been deleted is output to the buffer circuit 26. By such an operation, the ratio of “1” data in the data output from the data inversion circuit 28 to the error correction circuit 30 can be increased. The reason for performing such an operation is as follows. In the flash memory cell, when electrons are injected into the floating gate, the gate insulating film deteriorates due to stress when the electrons pass through the gate insulating film of the flash memory cell. Therefore, it is considered that the more data “0” is, the higher the probability that an error occurs in the data stored in the flash memory cell. In addition, when data is held, electrons injected into the floating gate may flow out and cause an error. Therefore, it is considered that the more data “0”, the higher the probability that an error will occur in the data. Therefore, in the flash memory cell, it is considered that storing “1” data has a lower probability of causing an error by storing “0” data. Therefore, “1” in the data output from the data inversion circuit 28 is considered to be low. The percentage of “” data was increased. Such a data inverting circuit 28 can further reduce the probability that an error will occur in the data stored in the flash memory 12.

図3は、エラー訂正回路30の構成の概略を示す構成図である。エラー訂正回路30は、トランジスタ等の複数の論理素子からなる論理回路として構成されており、データの符号化および復号に用いるBCH符号のサイズである実行用符号長Scodeと実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化するデータのサイズである実行用データ長Sdataとを記憶する訂正情報記憶部32と、データ反転回路28から入力されたデータを訂正情報記憶部32に記憶されている実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化して出力する符号化部34と、フラッシュメモリ12から入力されたデータをBCH符号により復号してデータ反転回路28に出力すると共にフラッシュメモリ12から入力されたデータのうちエラーが生じているデータの数を検出する復号エラー数検出部36と、訂正情報記憶部32に記憶されている実行用符号長Scodeと実行用データ長Sdataとを変更する記憶処理部38と、から構成されている。   FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the error correction circuit 30. The error correction circuit 30 is configured as a logic circuit including a plurality of logic elements such as transistors, and the execution code length Scode which is the size of the BCH code used for data encoding and decoding and the BCH of the execution code length Scode. The correction information storage unit 32 that stores the execution data length Sdata that is the size of the data to be encoded into the code, and the execution code length stored in the correction information storage unit 32 that is the data input from the data inversion circuit 28 An encoding unit 34 that encodes and outputs the BCH code of the code, and outputs the data input from the flash memory 12 using the BCH code and outputs to the data inversion circuit 28, and an error among the data input from the flash memory 12 And a correction information storage unit 32. A storage processing unit 38 for changing the stored execution code length Scode and the execution data length Sdata, and a.

符号化部34は、データ反転回路28から入力されたデータを訂正情報記憶部32に記憶されている実行用データ長Sdataずつ読み込んで、読み込んだ実行用データ長SdataのデータをBCH符号の生成多項式を用いた演算処理により実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化するために付加すべきパリティビットを生成し、読み込んだ実行用データ長Sdataのデータに生成したパリティビットを付加したデータをメモリインターフェース回路24に出力する。図4は、実行用データ長Sdataが512バイト、実行用符号長Scodeが(512バイト+104ビット)であるときに符号化部34から出力されるデータの構造を示す説明図である。なお、BCH符号の生成多項式を用いてデータの符号化する際の演算処理については、周知であるため、詳細な説明を省略する。   The encoding unit 34 reads the data input from the data inverting circuit 28 for each execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 32, and reads the read execution data length Sdata data into a BCH code generator polynomial. The parity bit to be added for encoding into the BCH code of the execution code length Scode is generated by the arithmetic processing using the data, and the data with the generated parity bit added to the read data of the execution data length Sdata is a memory interface. Output to the circuit 24. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the structure of data output from the encoding unit 34 when the execution data length Sdata is 512 bytes and the execution code length Scode is (512 bytes + 104 bits). In addition, since the calculation process at the time of encoding data using the production | generation polynomial of a BCH code | symbol is known, detailed description is abbreviate | omitted.

復号エラー数検出部36は、フラッシュメモリ12からメモリインターフェース回路24を介して入力されたデータを訂正情報記憶部32に記憶されている実行用符号長Scodeずつ読み込み、読み込んだ実行用符号長Scodeのデータに対してBCH符号の生成多項式を用いたシンドローム計算処理により、読み込んだデータが符号化したときのデータと異なっているエラー(以下、「ビットエラー」という)が生じているビット位置を検出してエラー訂正を実行し、エラー訂正を実行したデータからパリティビットを削除してデータを復号してデータ反転回路28に出力する。こうした動作により、フラッシュメモリ12から入力されたデータに対してエラー訂正を行って復号して出力することができる。また、復号エラー数検出部36は、読み込んだ実行用符号長Scodeのデータに対してBCH符号の生成多項式を用いてビットエラーが生じているビット位置を検出する際に、n個(nは、1以上の整数)の実行用符号長Scodeのデータのうちビットエラーが生じているデータのビット数をエラーデータ数Nerrorとして検出する。ここで、エラーデータ数Nerrorを検出する際の実行用符号長Scodeの数である値nは、実験や解析などにより適宜設定されるものとした。なお、BCH符号の生成多項式を用いたシンドローム計算処理によりエラー訂正する際の演算処理については、周知であるため、詳細な説明を省略する。   The decoding error number detection unit 36 reads the data input from the flash memory 12 through the memory interface circuit 24 for each execution code length Scode stored in the correction information storage unit 32, and reads the read execution code length Scode. The bit position where an error (hereinafter referred to as “bit error”) in which the read data is different from the encoded data is detected by a syndrome calculation process using a BCH code generator polynomial for the data. The error correction is executed, the parity bit is deleted from the data subjected to the error correction, the data is decoded and output to the data inversion circuit 28. By such an operation, it is possible to perform error correction on the data input from the flash memory 12 and decode and output the data. Also, the decoding error number detection unit 36 detects n bit positions (where n is n) when detecting the bit position where the bit error has occurred using the BCH code generation polynomial for the read data of the execution code length Scode. The number of bits of data in which a bit error has occurred among the data of the execution code length Scode of an integer of 1 or more is detected as the error data number Nerror. Here, the value n, which is the number of code length codes for execution when detecting the number of error data Nerror, is set as appropriate through experiments and analysis. In addition, since the calculation process at the time of error correction by the syndrome calculation process using the generator polynomial of a BCH code is known, detailed description is abbreviate | omitted.

図5は、記憶処理部38の動作の一例を示すフローチャートである。記憶処理部38は、復号エラー数検出部36により検出されたエラーデータ数Nerrorと訂正情報記憶部32に記憶されているn個の実行用符号長ScodeのBCH符号で検出可能なデータのエラー数の上限である上限エラー数Nmaxとを比較する(ステップS100)。ここで、上限エラー数Nmaxは、データ長が実行用データSdataであり符号長が実行用符号長Scodeであるn個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限であるものとし、例えば、512バイトのデータに104ビットのパリティビットを付加した符号長が(512バイト+104ビット)のn個のBCH符号では1個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限が8ビットであるため上限エラー数Nmaxがn×8ビット、1Kバイトのデータに210ビットのパリティビットを付加した符号長が(1Kバイト+210ビット)のn個のBCH符号では1個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限が15ビットであるため上限エラー数Nmaxがn×15ビットであるものとした。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the storage processing unit 38. The storage processing unit 38 includes the number of error data detected by the decoding error number detection unit 36 and the number of data errors that can be detected by the BCH code of the n execution code lengths Scode stored in the correction information storage unit 32. Is compared with the upper limit error number Nmax, which is the upper limit (step S100). Here, the upper limit error number Nmax is an upper limit of the number of errors that can be detected by n BCH codes whose data length is the execution data Sdata and whose code length is the execution code length Scode, for example, 512 bytes. Since the upper limit of the number of errors that can be detected by one BCH code is 8 bits in n BCH codes with a code length of (512 bytes + 104 bits) obtained by adding 104 bits of parity bits to the data of the upper limit number of errors Nmax The number of errors that can be detected by one BCH code is 15 for n BCH codes having a code length of (1 K bytes + 210 bits) obtained by adding 210 bits of parity bits to n × 8 bits and 1 K bytes of data. Since this is a bit, the upper limit error number Nmax is assumed to be n × 15 bits.

エラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmaxを超えているときには(ステップS100)、訂正情報記憶部32に記憶されている実行用データ長Sdataの2倍のデータ長を実行用データ長Sdataとして記憶させ、実行用データ長Sdataより長く上限エラー数Nmaxより多くのエラーを検出可能な符号長Screfを実行用符号長Scodeとして訂正情報記憶部32に記憶させ(ステップS110)、エラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmax以下であるときには(ステップS100)、訂正情報記憶部32に記憶されている実行用符号長Scodeと実行用データ長Sdataを変更せずに、処理を終了する。これにより、エラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmaxを超えているときには、訂正情報記憶部32により長い実行用データ長Sdataおよび実行用符号長Scodeが記憶されることになる。例えば、ステップS110の処理が実行される前に訂正情報記憶部32に実行用データ長Sdataとして512バイト,実行用符号長Scodeとして(512バイト+104ビット)が記憶されている場合には、ステップS110の処理を実行した後に、訂正情報記憶部32には実行用データ長Sdataとして1Kバイト,実行用符号長Scodeとして(1Kバイト+210ビット)が記憶されることになる。   When the error data number Nerror exceeds the upper limit error number Nmax (step S100), the data length twice the execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 32 is stored as the execution data length Sdata. A code length Scref longer than the execution data length Sdata and capable of detecting more errors than the upper limit error number Nmax is stored in the correction information storage unit 32 as an execution code length Scode (step S110), and the error data number Nerror is the upper limit error number. If it is equal to or less than Nmax (step S100), the process ends without changing the execution code length Scode and the execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 32. Thereby, when the error data number Nerror exceeds the upper limit error number Nmax, the long execution data length Sdata and the execution code length Scode are stored in the correction information storage unit 32. For example, if 512 bytes as the execution data length Sdata and (512 bytes + 104 bits) as the execution code length Scode are stored in the correction information storage unit 32 before the process of step S110 is executed, step S110 is executed. After the above process is executed, the correction information storage unit 32 stores 1K bytes as the execution data length Sdata and (1K bytes + 210 bits) as the execution code length Scode.

制御回路40には、ホストインターフェース回路22を介してホスト装置から各種制御信号が入力されると共にフラッシュメモリ12からメモリインターフェース回路24を介してフラッシュメモリ12の状態を示す各種信号が入力され、制御回路40からはバッファ回路26やデータ反転回路28、エラー訂正回路30,フラッシュメモリ12を制御するための制御信号が出力されている。   Various control signals are input to the control circuit 40 from the host device via the host interface circuit 22, and various signals indicating the state of the flash memory 12 are input from the flash memory 12 via the memory interface circuit 24. Control signals for controlling the buffer circuit 26, the data inverting circuit 28, the error correction circuit 30, and the flash memory 12 are output from 40.

こうして構成された実施例のフラッシュメモリシステム10では、ホスト装置60からフラッシュメモリ12へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号とフラッシュメモリ12にデータを書き込むアドレスを示すアドレス信号とがホストインターフェース回路22を介して制御回路40に入力されると、制御回路40は、ホスト装置60からのデータがホストインターフェース回路22,バッファ回路26,データ反転回路28,エラー訂正回路30を介してメモリインターフェース回路24からフラッシュメモリ12に出力されるようホストインターフェース回路22やバッファ回路26,データ反転回路28,エラー訂正回路30,メモリインターフェース回路24を制御する。バッファ回路26からデータが入力されたデータ反転回路28は、バッファ回路26からのデータを4ビットずつ読み出し、読み出した4ビットのデータに含まれる”1”のデータの数が”0”のデータの数に基づいて反転フラグまたは非反転フラグを付加し、5ビットのデータをエラー訂正回路30の符号化部34に入力する。データが入力されたエラー訂正回路30の符号化部34は、入力されたデータを実行用データ長Sdataずつ順次読み込んで実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化してメモリインターフェース回路24に出力する。制御回路40は、このようにエラー訂正回路30を介してメモリインターフェース回路24から実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化されたデータがページ単位でフラッシュメモリ12に記憶されるようフラッシュメモリ12を制御する。これにより、書き込み要求信号が入力されたときには、実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化されたデータをフラッシュメモリ12に記憶させることができる。   In the thus configured flash memory system 10 of the embodiment, the host interface circuit 22 includes a write request signal for requesting writing of data from the host device 60 to the flash memory 12 and an address signal indicating an address for writing data to the flash memory 12. Is input to the control circuit 40 via the memory interface circuit 24 via the host interface circuit 22, the buffer circuit 26, the data inversion circuit 28, and the error correction circuit 30. The host interface circuit 22, the buffer circuit 26, the data inversion circuit 28, the error correction circuit 30, and the memory interface circuit 24 are controlled so as to be output to the flash memory 12. The data inverting circuit 28 to which data is input from the buffer circuit 26 reads the data from the buffer circuit 26 by 4 bits, and the number of “1” data included in the read 4-bit data is “0”. An inversion flag or non-inversion flag is added based on the number, and 5-bit data is input to the encoding unit 34 of the error correction circuit 30. The encoding unit 34 of the error correction circuit 30 to which data has been input sequentially reads the input data for each execution data length Sdata, encodes it into a BCH code of the execution code length Scode, and outputs it to the memory interface circuit 24. The control circuit 40 causes the flash memory 12 to be stored in the flash memory 12 in units of pages from the memory interface circuit 24 via the error correction circuit 30 as described above into the BCH code having the execution code length Scode. Control. Thereby, when the write request signal is input, the data encoded into the BCH code of the execution code length Scode can be stored in the flash memory 12.

また、ホスト装置60からフラッシュメモリ12に記憶されているデータの読み出しを要求する読み出し要求信号とフラッシュメモリ12の読み出し先のアドレスを示すアドレス信号とがホストインターフェース回路22を介して制御回路40に入力されると、制御回路40は、フラッシュメモリ12からページ単位でデータが読み出されるようフラッシュメモリ12を制御する。そして、制御回路40は、フラッシュメモリ12から読み出したデータがメモリインターフェース回路24,エラー訂正回路30,データ反転回路28,バッファ回路26を介してホストインターフェース回路22からホスト装置60に出力されるようホストインターフェース回路22,バッファ回路26,データ反転回路28,エラー訂正回路30,メモリインターフェース回路24を制御する。データが入力されたエラー訂正回路30の復号エラー数検出部36は、入力されたデータを実行用符号長Scodeずつ読み込んでBCH符号を用いて読み込んだデータのうちビットエラーが生じているデータがあればエラー訂正を実行した後に復号した実行用データ長Sdataのデータをデータ反転回路28に入力し、読み込んだデータにビットエラーが生じていなければ読み込んだデータを復号した実行用データ長Sdataのデータをデータ反転回路28に入力する。データが入力されたデータ反転回路28は、データを5ビットずつ読み込んで、読み込んだデータが反転ビットを含んでいるときにはビット反転を実行して反転ビットを削除した4ビットのデータをバッファ回路26に出力し、読み込んだデータが非反転ビットを含んでいるときには非反転ビットを削除した4ビットのデータをバッファ回路26に出力する。これにより、読み出し要求信号が入力されたとき、フラッシュメモリ12に記憶されていたデータにビットエラーが生じているときには、エラーを訂正した上でホスト装置60に出力することができ、フラッシュメモリ12から読み出したデータにビットエラーが発生する確率を低くすることができ、フラッシュメモリシステム10の信頼性の向上を図ることができる。   Further, a read request signal for requesting reading of data stored in the flash memory 12 from the host device 60 and an address signal indicating a read destination address of the flash memory 12 are input to the control circuit 40 via the host interface circuit 22. Then, the control circuit 40 controls the flash memory 12 so that data is read from the flash memory 12 in units of pages. Then, the control circuit 40 allows the data read from the flash memory 12 to be output from the host interface circuit 22 to the host device 60 via the memory interface circuit 24, the error correction circuit 30, the data inversion circuit 28, and the buffer circuit 26. The interface circuit 22, buffer circuit 26, data inversion circuit 28, error correction circuit 30, and memory interface circuit 24 are controlled. The decoding error number detection unit 36 of the error correction circuit 30 to which data is input reads the input data for each execution code length Scode, and there is data in which a bit error has occurred among the data read using the BCH code. For example, the data of execution data length Sdata decoded after error correction is input to the data inversion circuit 28. If no bit error occurs in the read data, the data of execution data length Sdata obtained by decoding the read data is input. The data is input to the data inversion circuit 28. The data inverting circuit 28 to which the data is input reads the data 5 bits at a time, and when the read data includes the inverted bit, the bit inversion is executed and the 4-bit data in which the inverted bit is deleted is input to the buffer circuit 26. When the read data includes non-inverted bits, 4-bit data from which the non-inverted bits are deleted is output to the buffer circuit 26. As a result, when a read request signal is input, if a bit error occurs in the data stored in the flash memory 12, the error can be corrected and output to the host device 60. The probability of a bit error occurring in the read data can be reduced, and the reliability of the flash memory system 10 can be improved.

ホスト装置60からフラッシュメモリ12に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号と消去すべきブロックの情報を示すブロック情報信号とがホストインターフェース回路22を介して制御回路40に入力されたときには、制御回路40は、まずは、消去すべきブロックに対応するフラッシュメモリ12の領域からデータが読み出されるようフラッシュメモリ12を制御する。そして、フラッシュメモリ12から読み出したデータがメモリインターフェース回路24を介してエラー訂正回路30の復号エラー数検出部36に入力されるようエラー訂正回路30,メモリインターフェース回路24を制御し、その後、フラッシュメモリ12の消去すべきブロックに記憶されているデータが消去されるようフラッシュメモリ12を制御する。データが入力されたエラー訂正回路30の復号エラー数検出部36は、入力されたデータを実行用符号長Scodeずつ読み込んで読み込んだn個の実行用符号長Scodeのデータに対してBCH符号の生成多項式を用いて実行用符号長Scodeのデータのうちエラーが生じているデータのビット数であるエラーデータ数Nerrorを検出して記憶処理部38に出力する。記憶処理部38では、エラーデータ数Nerrorと上限エラー数Nmaxとを比較し、エラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmaxを超えているときには、訂正情報記憶部32に記憶されている実行用データ長Sdataの2倍のデータ長を実行用データ長Sdataとして記憶させ、実行用データ長Sdataで検出可能なエラー数の上限近傍の値より多くのエラーを検出可能な符号長を実行用符号長Scodeとして訂正情報記憶部32に記憶させる。次に、こうした処理を行う理由について説明する。   When an erasure request signal for requesting erasure of data stored in the flash memory 12 from the host device 60 and a block information signal indicating information on a block to be erased are input to the control circuit 40 via the host interface circuit 22 The control circuit 40 first controls the flash memory 12 so that data is read from the area of the flash memory 12 corresponding to the block to be erased. Then, the error correction circuit 30 and the memory interface circuit 24 are controlled so that the data read from the flash memory 12 is input to the decoding error number detection unit 36 of the error correction circuit 30 via the memory interface circuit 24, and then the flash memory The flash memory 12 is controlled so that the data stored in the 12 blocks to be erased is erased. The decoding error number detection unit 36 of the error correction circuit 30 to which data has been input generates BCH codes for the n pieces of execution code length Scode that have been read by reading the input data for each execution code length Scode. Using the polynomial, the number of error data Nerror, which is the number of bits of data in which an error has occurred, among the data of the execution code length Scode is detected and output to the storage processing unit 38. The storage processing unit 38 compares the error data number Nerror and the upper limit error number Nmax. When the error data number Nerer exceeds the upper limit error number Nmax, the execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 32 is stored. Is stored as the execution data length Sdata, and the code length capable of detecting more errors than the value near the upper limit of the number of errors detectable with the execution data length Sdata is corrected as the execution code length Scode. The information is stored in the information storage unit 32. Next, the reason for performing such processing will be described.

図6は、フラッシュメモリ12に記憶されているデータにビットエラーが生じている様子の一例を示す説明図である。ここでは、説明のため、1個の実行用符号長Scodeのデータに対してエラーデータ数Nerrorを検出するものとする。図中、「×」印がビットエラーが生じているデータの位置を示している。ここでは、説明のため、最初にエラー訂正回路30の訂正情報記憶部32に実行用データ長Sdataとして512バイト,実行用符号長Scodeとして(512バイト+104ビット)が記憶されており、最初にフラッシュメモリ12から読み出した実行用符号長Scode(512バイト+104ビット)のデータに9ビットのビットエラーが生じて、次にフラッシュメモリ12から読み出した実行用符号長Scode(512バイト+104ビット)のデータに2ビットのビットエラーが生じているものとする。消去要求信号が入力されると、エラー訂正回路30の復号エラー数検出部36に実行用符号長Scode(512バイト+104ビット)のデータが入力される。このBCH符号では、8ビットのビットエラーまで訂正可能(上限エラー数Nmaxが値8)であるが、最初に読み出したデータには9ビットのビットエラーが生じているため、符号長が(512バイト+104ビット)のBCH符号では、エラー訂正回路30でエラー訂正することができない。実施例のエラー訂正回路30では、検出されたエラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmaxを超えているときには、訂正情報記憶部32に実行用データ長Sdataとして1Kバイト,実行用符号長Scodeとして(1Kバイト+210ビット)を記憶させるから、次に書き込み要求信号が入力されたときには、データのサイズが1Kバイト、パリティビットが210ビットの(1Kバイト+210ビット)の符号長のBCH符号がフラッシュメモリ12に記憶され、フラッシュメモリ12からデータを読み出す際には符号長が(1Kバイト+210ビット)のBCH符号としてデータが読み出される。このとき、図示するように、読み出したデータには11ビットのビットエラーが生じているが、符号長が(1Kバイト+210ビット)のBCH符号では15ビットまでのビットエラーを訂正することができるため、こうしたエラーを訂正することができるようになる。このように、検出されたエラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmaxを超えているときには、訂正情報記憶部32に記憶されている実行用データ長Sdataと実行用符号長Scodeとをより長くすることにより、より多くのエラーを訂正することができる。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a state in which a bit error has occurred in the data stored in the flash memory 12. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the number of error data Nerror is detected for one piece of code of execution code length Scode. In the figure, the “x” mark indicates the position of data where a bit error has occurred. Here, for the sake of explanation, 512 bytes as the execution data length Sdata and (512 bytes + 104 bits) as the execution code length Scode are stored in the correction information storage unit 32 of the error correction circuit 30 first. A 9-bit bit error occurs in the data of the execution code length Scode (512 bytes + 104 bits) read out from the memory 12, and the data of the execution code length Scode (512 bytes + 104 bits) read out from the flash memory 12 next. Assume that a 2-bit bit error has occurred. When the erasure request signal is input, data of the execution code length Scode (512 bytes + 104 bits) is input to the decoding error number detection unit 36 of the error correction circuit 30. In this BCH code, correction is possible up to a bit error of 8 bits (the upper limit error number Nmax is 8), but a 9-bit bit error has occurred in the first read data, so the code length is (512 bytes). With the (+104 bit) BCH code, the error correction circuit 30 cannot perform error correction. In the error correction circuit 30 of the embodiment, when the detected error data number Nerror exceeds the upper limit error number Nmax, the correction information storage unit 32 stores 1K bytes as the execution data length Sdata and (1K as the execution code length Scode). (Byte + 210 bits) is stored, the next time a write request signal is input, a BCH code having a code length of 1K bytes and a parity bit of 210 bits (1K bytes + 210 bits) is stored in the flash memory 12. When the data is stored and read from the flash memory 12, the data is read as a BCH code having a code length of (1K bytes + 210 bits). At this time, as shown in the figure, an 11-bit bit error has occurred in the read data, but a bit error of up to 15 bits can be corrected with a BCH code having a code length of (1 Kbyte + 210 bits). , You will be able to correct these errors. In this way, when the detected error data number Nerror exceeds the upper limit error number Nmax, the execution data length Sdata and the execution code length Scode stored in the correction information storage unit 32 are made longer. More errors can be corrected.

以上説明した第1実施例のフラッシュメモリシステム10によれば、ホスト装置60から消去要求信号が入力されたときには、フラッシュメモリ12に記憶されているデータを読み出して読み出したデータがエラー訂正回路30の復号エラー数検出部36に入力された後にフラッシュメモリ12に記憶されているデータが消去されるようメモリインターフェース回路24とエラー訂正回路30とフラッシュメモリ12とを制御する。データを入力されたエラー訂正回路30の復号エラー数検出部36は、エラーデータ数Nerrorを検出し、エラー訂正回路30の記憶処理部38は、検出されたエラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmaxを超えているときには上限エラー数Nmaxより多いエラーを検出可能でデータの長さが訂正情報記憶部32に記憶されている実行用データ長Sdataより長くなるデータの長さおよびBCH符号の符号長をそれぞれ実行用データ長Sdataおよび実行用符号長Scodeとして訂正情報記憶部32に記憶させるから、次に書き込み要求信号が入力されたときには、エラー訂正回路30の符号化部34は、入力されたデータをより長い実行用データ長Sdataずつ順次読み込んで該読み込んだデータをより長い実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化して出力し、次に読み出し要求信号が入力されたときには、エラー訂正回路30の復号エラー数検出部36は、より長い実行用符号長ScodのBCH符号でデータをエラー訂正することができる。これにより、より多くのエラーを訂正することができる。また、データ反転回路28は、バッファ回路26からデータを4ビットずつ読み出し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数より多いときには”1”のデータを”0”に反転させると共に”0”のデータを”1”に反転させるビット反転を実行すると共に”1”の反転フラグを付加してエラー訂正回路30に出力し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数以下であるときにはビット反転を実行せずにビット反転が実行されなかったことを示す”0”の非反転フラグを付加してエラー訂正回路30に出力する。これにより、フラッシュメモリ12に記憶しているデータにエラーが生じる確率をより低くすることができる。   According to the flash memory system 10 of the first embodiment described above, when an erase request signal is input from the host device 60, the data stored in the flash memory 12 is read and the read data is stored in the error correction circuit 30. The memory interface circuit 24, the error correction circuit 30, and the flash memory 12 are controlled so that the data stored in the flash memory 12 after being input to the decoding error number detection unit 36 is erased. The decoding error number detection unit 36 of the error correction circuit 30 to which the data has been input detects the error data number Nerror, and the storage processing unit 38 of the error correction circuit 30 determines that the detected error data number Ner has the upper limit error number Nmax. When the number exceeds the upper limit error number Nmax, the data length becomes longer than the execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 32 and the code length of the BCH code. Since the execution data length Sdata and the execution code length Scode are stored in the correction information storage unit 32, the next time a write request signal is input, the encoding unit 34 of the error correction circuit 30 further receives the input data. Long execution data length Sdata is read sequentially and the read data is used for longer execution When a read request signal is input next after being encoded and output into a BCH code with a code length Scode, the decoding error number detection unit 36 of the error correction circuit 30 outputs data with a BCH code with a longer execution code length Scod. Error correction can be performed. Thereby, more errors can be corrected. The data inverting circuit 28 reads data from the buffer circuit 26 bit by bit, and when the number of “0” data included in the read 4-bit data is larger than the number of “1” data, the data inverting circuit 28 is “1”. Inverts data to “0” and performs bit inversion to invert “0” data to “1”, adds an inversion flag of “1” and outputs it to the error correction circuit 30, and reads the read 4-bit When the number of “0” data included in the data is less than or equal to the number of “1” data, a bit inversion is not performed and a “0” non-inversion flag is added to indicate that the bit inversion has not been performed. To the error correction circuit 30. Thereby, the probability that an error will occur in the data stored in the flash memory 12 can be further reduced.

第1実施例のフラッシュメモリシステム10では、メモリコントローラ20は、フラッシュメモリセルを複数有するフラッシュメモリセルアレイを備えるNAND型フラッシュメモリを制御するものとしたが、メモリコントローラ20で制御するメモリとしては、NAND型フラッシュメモリに限定されるものではなく、NOR型のフラッシュメモリを制御するものとしてもよい。また、メモリコントローラ20で制御するメモリとしては、こうしたフラッシュメモリに限定されるものではなく、不揮発性メモリであれば如何なるものでもよく、例えば、材料の結晶構造を変化させることでデータを記憶する相変化メモリや電子のスピンをメモリ素子として利用してデータを記憶する磁気抵抗メモリ、強誘電体のヒステリシス(履歴現象)を利用して正負の自発分極を1と0に対応させてデータを記憶する強誘電体メモリ、電圧の印加による電気抵抗の変化を利用してデータを記憶する抵抗変化型メモリなどの書き込み消去回数により記憶しているデータにエラーが生じる確率が高くなる傾向の不揮発性メモリであるものとしてもよい。   In the flash memory system 10 of the first embodiment, the memory controller 20 controls a NAND flash memory including a flash memory cell array having a plurality of flash memory cells. However, as the memory controlled by the memory controller 20, the NAND The present invention is not limited to the type flash memory, and a NOR type flash memory may be controlled. The memory controlled by the memory controller 20 is not limited to such a flash memory, and may be any nonvolatile memory, for example, a phase for storing data by changing the crystal structure of the material. A magnetoresistive memory that stores data using a change memory or an electron spin as a memory element, and stores positive / negative spontaneous polarization corresponding to 1 and 0 using a hysteresis (history phenomenon) of a ferroelectric substance. Non-volatile memory that tends to increase the probability that errors will occur in the stored data, such as ferroelectric memory, resistance change memory that stores data using changes in electrical resistance due to voltage application, etc. There may be.

図7は、本発明の第2実施例としてのデータ入出力制御装置が搭載されたフラッシュメモリシステム110の構成の概略を示す構成図である。フラッシュメモリシステム110は、NAND型フラッシュメモリが形成されたシリコンチップが複数積層されてなるフラッシュメモリ112と、フラッシュメモリ112を制御するメモリコントローラ120と、から構成され、ホスト装置160(例えば、CPU(Centoral Processing Unit)など)から入力される各種制御信号に応じてホスト装置160から入力されたデータをフラッシュメモリ112に記憶したり、フラッシュメモリ112に記憶しているデータをホスト装置160に出力したりする。なお、こうしたフラッシュメモリ112とメモリコントローラ120とは、個別の半導体チップ上に形成されているものとする。   FIG. 7 is a block diagram showing an outline of the configuration of the flash memory system 110 on which the data input / output control apparatus according to the second embodiment of the present invention is mounted. The flash memory system 110 includes a flash memory 112 in which a plurality of silicon chips each having a NAND flash memory are stacked, and a memory controller 120 that controls the flash memory 112. A host device 160 (for example, a CPU ( Data input from the host device 160 in accordance with various control signals input from the Centoral Processing Unit), etc., and the data stored in the flash memory 112 is output to the host device 160. To do. It is assumed that the flash memory 112 and the memory controller 120 are formed on individual semiconductor chips.

フラッシュメモリ112は、フローティングゲートへの電子注入やフローティングゲートからの電子引き抜きにより閾値電圧が変化するフラッシュメモリセルを複数有するフラッシュメモリセルアレイ(図示せず)を備えるNAND型フラッシュメモリとして構成されており、フラッシュメモリセルアレイの他にロウデコーダ,カラムデコーダ,センスアンプなど(いずれも図示せず)を備える。フラッシュメモリ112では、ページ単位(実施例では、(512バイト+104ビット))でデータを書き込んだりデータを読み出し、複数ページからなるブロック単位(実施例では、64ページ)で記憶しているデータを消去する。フラッシュメモリセルに記憶されるデータは、実施例では、フローティングゲートに電子が注入された状態が”0”であるものとし、フローティングゲートから電子が引き抜かれた状態が”1”であるものとする。   The flash memory 112 is configured as a NAND flash memory including a flash memory cell array (not shown) having a plurality of flash memory cells whose threshold voltage changes by electron injection into or extraction from the floating gate. In addition to the flash memory cell array, a row decoder, a column decoder, a sense amplifier, etc. (all not shown) are provided. In the flash memory 112, data is written or read in page units (in the embodiment, (512 bytes + 104 bits)), and data stored in block units (64 pages in the embodiment) consisting of a plurality of pages is erased. To do. In the embodiment, the data stored in the flash memory cell is assumed to be “0” when electrons are injected into the floating gate, and “1” when electrons are extracted from the floating gate. .

メモリコントローラ120は、トランジスタ等の複数の論理素子からなる論理回路として構成されており、ホスト装置160からの各種制御信号を出力したりホスト装置160にデータを入出力するホストインターフェース回路122と、フラッシュメモリ112に各種制御信号を出力したりフラッシュメモリ112にデータを入出力するメモリインターフェース回路124と、ホストインターフェース回路122に入力されたデータを一時的に記憶するバッファ回路126と、バッファ回路126からデータを読み出して記憶されているデータに含まれる”1”のデータの数に応じてデータを反転または非反転させて非反転フラグまたは変換フラグを付加して出力するデータ反転回路128と、フラッシュメモリ112にデータを書き込んだ回数を計数する書き込み消去回数計数回路129と、データ反転回路128からのデータをBCH(Bose-Chaudfuri-Hocquenghem)符号により符号化してメモリインターフェース回路124に出力したりメモリインターフェース回路124からのデータを復号してデータ反転回路128に出力するエラー訂正回路130と、メモリコントローラ120の全体の動作を制御する制御回路140と、を備える。   The memory controller 120 is configured as a logic circuit composed of a plurality of logic elements such as transistors. The memory controller 120 outputs various control signals from the host device 160 and inputs / outputs data to / from the host device 160, and a flash memory. A memory interface circuit 124 that outputs various control signals to the memory 112 and inputs / outputs data to / from the flash memory 112, a buffer circuit 126 that temporarily stores data input to the host interface circuit 122, and data from the buffer circuit 126 Data inversion circuit 128 that inverts or non-inverts data according to the number of “1” data contained in the stored data and adds a non-inversion flag or conversion flag and outputs the data, and flash memory 112 Write data to The data from the write / erase number counting circuit 129 that counts the number of times and the data from the data inversion circuit 128 are encoded with a BCH (Bose-Chaudfuri-Hocquenghem) code and output to the memory interface circuit 124 or the data from the memory interface circuit 124 is decoded. Then, an error correction circuit 130 that outputs to the data inversion circuit 128 and a control circuit 140 that controls the overall operation of the memory controller 120 are provided.

データ反転回路128は、バッファ回路126からデータを4ビットずつ読み出し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数より多いときには”1”のデータを”0”に反転させると共に”0”のデータを”1”に反転させるビット反転を実行すると共にビット反転後のデータにビット反転が行われたことを示す”1”の反転フラグを付加してエラー訂正回路130に出力し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数以下であるときにはビット反転を実行せずにビット反転が実行されなかったことを示す”0”の非反転フラグを付加してエラー訂正回路130に出力する。図8は、データ反転回路128から入力されたデータに対してデータ反転回路128からエラー訂正回路130に出力されたデータの一例を示す説明図である。また、エラー訂正回路130からのデータに対しては、5ビットずつ読み出して、読み出したデータが反転フラグを含んでいるときには反転フラグを削除すると共に残りの4ビットのデータに対してビット反転を実行してバッファ回路126に出力し、読み出したデータが非反転フラグを含んでいるときには非反転フラグを削除した4ビットのデータをバッファ回路126に出力する。こうした動作により、データ反転回路128からエラー訂正回路130に出力されるデータにおける”1”のデータの割合をより多くすることができる。こうした動作を行う理由は、以下の通りである。フラッシュメモリセルは、フローティングゲートに電子が注入されると、電子がフラッシュメモリセルのゲート絶縁膜を通過する際のストレスによりゲート絶縁膜が劣化する。したがって、”0”のデータが多くなるほど、フラッシュメモリセルに記憶しているデータにエラーが生じる確率が高くなると考えられる。また、データ保持時においては、フローティングゲートに注入されている電子が流出してエラーが生じることがあるため、”0”のデータが多いほどデータにエラーが生じる確率が高くなると考えられる。したがって、フラッシュメモリセルでは、”1”のデータを記憶させたほうが”0”のデータを記憶させることによりエラーが生じる確率が低くなると考えられるため、データ反転回路128から出力されるデータにおける”1”のデータの割合をより多くしたのである。こうしたデータ反転回路128により、フラッシュメモリ112に記憶しているデータにエラーが生じる確率をより低くすることができる。   The data inversion circuit 128 reads data from the buffer circuit 126 four bits at a time. When the number of “0” data included in the read 4-bit data is larger than the number of “1” data, the data “1” is read. Inverts to "0" and performs bit inversion to invert "0" data to "1" and adds an inversion flag of "1" indicating that bit inversion has been performed on the data after bit inversion When the number of “0” data included in the read 4-bit data output to the error correction circuit 130 is equal to or less than the number of “1” data, the bit inversion was not executed without executing the bit inversion. A non-inversion flag of “0” indicating this is added and output to the error correction circuit 130. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of data output from the data inversion circuit 128 to the error correction circuit 130 with respect to the data input from the data inversion circuit 128. Also, the data from the error correction circuit 130 is read 5 bits at a time, and when the read data includes an inversion flag, the inversion flag is deleted and bit inversion is performed on the remaining 4 bits of data. When the read data includes a non-inverted flag, 4-bit data from which the non-inverted flag is deleted is output to the buffer circuit 126. With this operation, the ratio of “1” data in the data output from the data inversion circuit 128 to the error correction circuit 130 can be increased. The reason for performing such an operation is as follows. In the flash memory cell, when electrons are injected into the floating gate, the gate insulating film deteriorates due to stress when the electrons pass through the gate insulating film of the flash memory cell. Therefore, it is considered that the more data “0” is, the higher the probability that an error occurs in the data stored in the flash memory cell. In addition, when data is held, electrons injected into the floating gate may flow out and cause an error. Therefore, it is considered that the more data “0”, the higher the probability that an error will occur in the data. Therefore, in the flash memory cell, it is considered that storing “1” data has a lower probability of causing an error by storing “0” data. Therefore, “1” in the data output from the data inversion circuit 128 is considered to be low. The percentage of “” data was increased. Such a data inversion circuit 128 can further reduce the probability that an error will occur in the data stored in the flash memory 112.

書き込み消去回数計数回路129は、フラッシュメモリ112にページ毎にデータが書き込まれる回数とデータが消去された回数との和の回数である書き込み消去回数Nwrを計数してエラー訂正回路130に出力する。ここで、フラッシュメモリ12のデータが書き込まれたページの情報やデータが消去されたブロックの情報は、制御回路40から入力されるものとした。   The write / erase count circuit 129 counts the write / erase number Nwr, which is the sum of the number of times data is written to the flash memory 112 for each page and the number of times data is erased, and outputs the count to the error correction circuit 130. Here, it is assumed that the information of the page in which the data of the flash memory 12 is written and the information of the block from which the data is erased are input from the control circuit 40.

図9は、エラー訂正回路130の構成の概略を示す構成図である。エラー訂正回路130は、トランジスタ等の複数の論理素子からなる論理回路として構成されており、データの符号化および復号に用いるBCH符号のサイズである実行用符号長Scodeと実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化するデータのサイズである実行用データ長Sdataとを記憶する訂正情報記憶部132と、データ反転回路128から入力されたデータを訂正情報記憶部132に記憶されている実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化して出力する符号化部134と、フラッシュメモリ112から入力されたデータをBCH符号により復号してデータ反転回路128に出力する復号部136と、エラー訂正回路130から入力された書き込み回数Nwrに基づいて訂正情報記憶部132に記憶されている実行用符号長Scodeと実行用データ長Sdataとを変更する記憶処理部138と、から構成されている。   FIG. 9 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the error correction circuit 130. The error correction circuit 130 is configured as a logic circuit including a plurality of logic elements such as transistors, and the execution code length Scode which is the size of the BCH code used for data encoding and decoding and the BCH of the execution code length Scode. The correction information storage unit 132 that stores the execution data length Sdata that is the size of the data to be encoded into the code, and the execution code length that is stored in the correction information storage unit 132 with the data input from the data inversion circuit 128 An encoding unit 134 that encodes and outputs a BCH code of the code, a decoding unit 136 that decodes data input from the flash memory 112 using the BCH code and outputs the decoded data to the data inversion circuit 128, and an error correction circuit 130 The execution information stored in the correction information storage unit 132 based on the number of write times Nwr A storage processing unit 138 for changing the issue length Scode and the execution data length Sdata, and a.

符号化部134は、データ反転回路128から入力されたデータを訂正情報記憶部132に記憶されている実行用データ長Sdataずつ読み込んで、読み込んだ実行用データ長SdataのデータをBCH符号の生成多項式を用いた演算処理により実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化するために付加すべきパリティビットを生成し、読み込んだ実行用データ長Sdataのデータに生成したパリティビットを付加したデータをメモリインターフェース回路124に出力する。図10は、実行用データ長Sdataが512バイト、実行用符号長Scodeが(512バイト+104ビット)であるときに符号化部134から出力されるデータの構造を示す説明図である。なお、BCH符号の生成多項式を用いてデータの符号化する際の演算処理については、周知であるため、詳細な説明を省略する。   The encoding unit 134 reads the data input from the data inverting circuit 128 for each execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 132, and reads the read execution data length Sdata data into a BCH code generator polynomial. The parity bit to be added for encoding into the BCH code of the execution code length Scode is generated by the arithmetic processing using the data, and the data with the generated parity bit added to the read data of the execution data length Sdata is a memory interface. Output to the circuit 124. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the structure of data output from the encoding unit 134 when the execution data length Sdata is 512 bytes and the execution code length Scode is (512 bytes + 104 bits). In addition, since the calculation process at the time of encoding data using the production | generation polynomial of a BCH code | symbol is known, detailed description is abbreviate | omitted.

復号部136は、フラッシュメモリ112からメモリインターフェース回路124を介して入力されたデータを訂正情報記憶部132に記憶されている実行用符号長Scodeずつ読み込み、読み込んだ実行用符号長Scodeのデータに対してBCH符号の生成多項式によるシンドローム計算処理により、読み込んだデータが符号化したときのデータと異なっているエラー(以下、「ビットエラー」という)が生じているビット位置を検出してエラー訂正を実行し、エラー訂正を実行したデータからパリティビットを削除してデータを復号してデータ反転回路128に出力する。こうした動作により、フラッシュメモリ112から入力されたデータに対してエラー訂正を行って復号して出力することができる。なお、BCH符号の生成多項式を用いたシンドローム計算処理によりエラー訂正する際の演算処理については、周知であるため、詳細な説明を省略する。   The decoding unit 136 reads the data input from the flash memory 112 via the memory interface circuit 124 for each execution code length Scode stored in the correction information storage unit 132, and reads the data of the read execution code length Scode. The error calculation is performed by detecting the bit position where an error (hereinafter referred to as “bit error”) in which the read data is different from the encoded data is detected by the syndrome calculation process using the BCH code generator polynomial. Then, the parity bit is deleted from the data that has been subjected to error correction, and the data is decoded and output to the data inversion circuit 128. By such an operation, it is possible to perform error correction on the data input from the flash memory 112, decode it, and output it. In addition, since the calculation process at the time of error correction by the syndrome calculation process using the generator polynomial of a BCH code is known, detailed description is abbreviate | omitted.

図11は、記憶処理部138の動作の一例を示すフローチャートである。記憶処理部138は、書き込み消去回数計数回路129から入力された書き込み消去回数Nwrと判定用閾値Nrefとを比較する(ステップS200)。判定用閾値Nrefは、フラッシュメモリ12に記憶されているn個(nは、1以上の整数)の実行用符号長ScodeのBCH符号のデータに生じるビットエラーの数であるエラー数Nerrorと書き込み消去回数Nwrとの関係を予め実験や解析等などによりマップとして求めておき、訂正情報記憶部132に記憶されているn個の実行用符号長ScodeのBCH符号で検出可能なデータのエラー数の上限である上限エラー数Nmaxをエラー数Nerrorとし、このエラー数Nerrorに対応する書き込み消去回数Nwrとして設定されるものとした。図12は、エラー数Nerrorと書き込み消去回数Nwrとの関係を示す説明図である。エラー数Nerrorと書き込み消去回数Nwrとが図示するような関係となるのは、フラッシュメモリ12では、一般に、フラッシュメモリセルへの書き込み消去回数Nwrが多いほどフラッシュメモリセルのゲート絶縁膜が劣化するため、フラッシュメモリセルへの書き込み消去回数Nwrが多いほどエラー数Nerrorが多くなるためである。なお、上限エラー数Nmaxは、実行用符号長Scodeに基づいて定められ、512バイトのデータに104ビットのパリティビットを付加した符号長が(512バイト+104ビット)のn個のBCH符号では1個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限が8ビットであるため上限エラー数Nmaxがn×8ビット、1Kバイトのデータに210ビットのパリティビットを付加した符号長が(1Kバイト+210ビット)のn個のBCH符号では1個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限が15ビットであるため上限エラー数Nmaxがn×15ビットであるものとした。   FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the operation of the storage processing unit 138. The storage processing unit 138 compares the write / erase number Nwr input from the write / erase number counting circuit 129 with the determination threshold value Nref (step S200). The determination threshold Nref is the number of errors Nerror, which is the number of bit errors occurring in the BCH code data of the execution code length Scode (n is an integer of 1 or more) stored in the flash memory 12, and the write erasure The upper limit of the number of data errors that can be detected by a BCH code of n execution code lengths Scode stored in the correction information storage unit 132 by previously obtaining a relationship with the number of times Nwr as a map by experiment, analysis, or the like The upper limit error number Nmax is set as the error number Error, and is set as the write / erase number Nwr corresponding to the error number Error. FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the number of errors Nerror and the number of write / erase times Nwr. The number of errors Nero and the number of write / erase times Nwr are as shown in the figure because in the flash memory 12, generally, the larger the number of write / erase times Nwr to the flash memory cell, the more the gate insulating film of the flash memory cell deteriorates. This is because the number of errors Nerror increases as the number of write / erase times Nwr to the flash memory cell increases. The upper limit error number Nmax is determined based on the execution code length Scode, and is 1 for n BCH codes having a code length of (512 bytes + 104 bits) obtained by adding 104 parity bits to 512-byte data. Since the upper limit of the number of errors that can be detected by the BCH code is 8 bits, the upper limit error number Nmax is n × 8 bits, and the code length obtained by adding 210-bit parity bits to 1-Kbyte data is (1 Kbyte + 210 bits) Since the upper limit of the number of errors that can be detected by one BCH code is 15 bits in the n BCH codes, the upper limit error number Nmax is assumed to be n × 15 bits.

書き込み消去回数Nwrが判定用閾値Nrefを超えているときには(ステップS200)、訂正情報記憶部132に記憶されている実行用データ長Sdataの2倍のデータ長を実行用データ長Sdataとして記憶させ、実行用データ長Sdataより長く上限エラー数Nmaxより多くのエラーを検出可能な符号長Screfを実行用符号長Scodeとして訂正情報記憶部132に記憶させ(ステップS210)、書き込み消去回数Nwrが判定用閾値Nref以下であるときには(ステップS200)、訂正情報記憶部132に記憶されている実行用符号長Scodeと実行用データ長Sdataを変更せずに、処理を終了する。これにより、エラーデータ数Nerrorが上限エラー数Nmaxを超えているときには、訂正情報記憶部132により長い実行用データ長Sdataおよび実行用符号長Scodeが記憶されることになる。例えば、ステップS210の処理が実行される前に訂正情報記憶部132に実行用データ長Sdataとして512バイト,実行用符号長Scodeとして(512バイト+104ビット)が記憶されている場合には、ステップS210の処理を実行した後に、訂正情報記憶部132には実行用データ長Sdataとして1Kバイト,実行用符号長Scodeとして(1Kバイト+210ビット)が記憶されることになる。   When the write / erase count Nwr exceeds the determination threshold Nref (step S200), a data length twice the execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 132 is stored as the execution data length Sdata. A code length Scref longer than the execution data length Sdata and capable of detecting more errors than the upper limit error number Nmax is stored in the correction information storage unit 132 as an execution code length Scode (step S210), and the number of write erasures Nwr is a determination threshold value. When it is equal to or smaller than Nref (step S200), the process is terminated without changing the execution code length Scode and the execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 132. Thereby, when the error data number Nerror exceeds the upper limit error number Nmax, the long execution data length Sdata and the execution code length Scode are stored in the correction information storage unit 132. For example, when the correction information storage unit 132 stores 512 bytes as the execution data length Sdata and (512 bytes + 104 bits) as the execution code length Scode before the process of step S210 is executed, step S210 is performed. After executing the above process, the correction information storage unit 132 stores 1K bytes as the execution data length Sdata and (1K bytes + 210 bits) as the execution code length Scode.

制御回路140には、ホストインターフェース回路122を介してホスト装置から各種制御信号が入力されると共にフラッシュメモリ112からメモリインターフェース回路124を介してフラッシュメモリ112の状態を示す各種信号が入力され、制御回路140からはフラッシュメモリ12のデータが書き込まれたページの情報やデータが消去されたブロックの情報やバッファ回路126やデータ反転回路128、エラー訂正回路130,フラッシュメモリ112を制御するための制御信号が出力されている。   Various control signals are input to the control circuit 140 from the host device via the host interface circuit 122 and various signals indicating the state of the flash memory 112 are input from the flash memory 112 via the memory interface circuit 124. From 140, information on the page in which the data of the flash memory 12 is written, information on the block from which the data has been erased, and control signals for controlling the buffer circuit 126, the data inversion circuit 128, the error correction circuit 130, and the flash memory 112 are provided. It is output.

こうして構成された実施例のフラッシュメモリシステム110では、ホスト装置160からフラッシュメモリ112へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号とフラッシュメモリ112にデータを書き込むアドレスを示すアドレス信号とがホストインターフェース回路122を介して制御回路140に入力されると、制御回路140は、ホスト装置160からのデータがホストインターフェース回路122,バッファ回路126,データ反転回路128,エラー訂正回路130を介してメモリインターフェース回路124からフラッシュメモリ112に出力されるようホストインターフェース回路122やバッファ回路126,データ反転回路128,エラー訂正回路130,メモリインターフェース回路124を制御する。バッファ回路126からデータが入力されたデータ反転回路128は、バッファ回路126からのデータを4ビットずつ読み出し、読み出した4ビットのデータに含まれる”1”のデータの数が”0”のデータの数に基づいて反転フラグまたは非反転フラグを付加し、5ビットのデータをエラー訂正回路130の符号化部134に入力する。データが入力されたエラー訂正回路130の符号化部134は、入力されたデータを実行用データ長Sdataずつ順次読み込んで実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化してメモリインターフェース回路124に出力する。制御回路140は、このようにエラー訂正回路130を介してメモリインターフェース回路124から実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化されたデータがページ単位でフラッシュメモリ112に記憶されるようフラッシュメモリ112を制御する。これにより、書き込み要求信号が入力されたときには、実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化されたデータをフラッシュメモリ112に記憶させることができる。   In the flash memory system 110 of the embodiment thus configured, the host interface circuit 122 includes a write request signal for requesting data writing from the host device 160 to the flash memory 112 and an address signal indicating an address for writing data to the flash memory 112. Is input to the control circuit 140 via the memory interface circuit 124 via the host interface circuit 122, the buffer circuit 126, the data inversion circuit 128, and the error correction circuit 130. The host interface circuit 122, the buffer circuit 126, the data inversion circuit 128, the error correction circuit 130, and the memory interface circuit 124 are controlled so as to be output to the flash memory 112. The data inversion circuit 128 to which data is input from the buffer circuit 126 reads the data from the buffer circuit 126 by 4 bits, and the number of “1” data included in the read 4-bit data is “0”. An inversion flag or non-inversion flag is added based on the number, and 5-bit data is input to the encoding unit 134 of the error correction circuit 130. The encoding unit 134 of the error correction circuit 130 to which data is input sequentially reads the input data for each execution data length Sdata, encodes it into a BCH code having the execution code length Scode, and outputs the BCH code to the memory interface circuit 124. In this way, the control circuit 140 stores the flash memory 112 so that the data encoded into the BCH code of the execution code length Scode from the memory interface circuit 124 via the error correction circuit 130 is stored in the flash memory 112 in units of pages. Control. Thereby, when the write request signal is input, the data encoded into the BCH code of the execution code length Scode can be stored in the flash memory 112.

また、ホスト装置160からフラッシュメモリ112に記憶されているデータの読み出しを要求する読み出し要求信号とフラッシュメモリ112の読み出し先のアドレスを示すアドレス信号とがホストインターフェース回路122を介して制御回路140に入力されると、制御回路140は、フラッシュメモリ112からページ単位でデータが読み出されるようフラッシュメモリ112を制御する。そして、制御回路140は、フラッシュメモリ112から読み出したデータがメモリインターフェース回路124,エラー訂正回路130,データ反転回路128,バッファ回路126を介してホストインターフェース回路122からホスト装置160に出力されるようホストインターフェース回路122,バッファ回路126,データ反転回路128,エラー訂正回路130,メモリインターフェース回路124を制御する。データが入力されたエラー訂正回路130の復号部136は、入力されたデータを実行用符号長Scodeずつ読み込んでBCH符号を用いて読み込んだデータのうちビットエラーが生じているデータがあればエラー訂正を実行した後に復号した実行用データ長Sdataのデータをデータ反転回路128に入力し、読み込んだデータにビットエラーが生じていなければ読み込んだデータを復号した実行用データ長Sdataのデータをデータ反転回路128に入力する。データが入力されたデータ反転回路128は、データを5ビットずつ読み込んで、読み込んだデータが反転ビットを含んでいるときにはビット反転を実行して反転ビットを削除した4ビットのデータをバッファ回路126に出力し、読み込んだデータが非反転ビットを含んでいるときには非反転ビットを削除した4ビットのデータをバッファ回路126に出力する。これにより、読み出し要求信号が入力されたとき、フラッシュメモリ112に記憶されていたデータにビットエラーが生じているときには、エラーを訂正した上でホスト装置160に出力することができ、フラッシュメモリ112から読み出したデータにビットエラーが発生する確率を低くすることができ、フラッシュメモリシステム110の信頼性の向上を図ることができる。   Further, a read request signal for requesting reading of data stored in the flash memory 112 from the host device 160 and an address signal indicating a read destination address of the flash memory 112 are input to the control circuit 140 via the host interface circuit 122. Then, the control circuit 140 controls the flash memory 112 so that data is read from the flash memory 112 in units of pages. Then, the control circuit 140 allows the data read from the flash memory 112 to be output from the host interface circuit 122 to the host device 160 via the memory interface circuit 124, the error correction circuit 130, the data inversion circuit 128, and the buffer circuit 126. It controls the interface circuit 122, the buffer circuit 126, the data inversion circuit 128, the error correction circuit 130, and the memory interface circuit 124. The decoding unit 136 of the error correction circuit 130 to which data has been input reads the input data for each execution code length Scode, and corrects errors if there is data in which a bit error occurs among the data read using the BCH code. The data of the execution data length Sdata decoded after executing the above is input to the data inversion circuit 128. If no bit error occurs in the read data, the data of the execution data length Sdata obtained by decoding the read data is input to the data inversion circuit. Input to 128. The data inversion circuit 128 to which data is input reads the data bit by bit, and when the read data includes the inversion bit, the bit inversion is executed and the 4-bit data in which the inversion bit is deleted is input to the buffer circuit 126. When the read and read data includes non-inverted bits, 4-bit data from which the non-inverted bits are deleted is output to the buffer circuit 126. As a result, when a read request signal is input, if a bit error occurs in the data stored in the flash memory 112, the error can be corrected and output to the host device 160. The probability that a bit error will occur in the read data can be reduced, and the reliability of the flash memory system 110 can be improved.

さらに、ホスト装置160からフラッシュメモリ112に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号と消去すべきブロックの情報を示すブロック情報信号とがホストインターフェース回路122を介して制御回路140に入力されたときには、制御回路140は、消去すべきブロックに対応するフラッシュメモリ112の領域からデータが読み出されるようフラッシュメモリ112を制御する。   Further, an erase request signal for requesting erasure of data stored in the flash memory 112 from the host device 160 and a block information signal indicating information on a block to be erased are input to the control circuit 140 via the host interface circuit 122. When this happens, the control circuit 140 controls the flash memory 112 so that data is read from the area of the flash memory 112 corresponding to the block to be erased.

こうして構成されたフラッシュメモリシステム110において、書き込み消去回数計数回路129で計数された書き込み消去回数Nwrが判定用閾値Nrefを超えると、エラー訂正回路130の記憶処理部138は、訂正情報記憶部132に記憶されている実行用データ長Sdataの2倍のデータ長を実行用データ長Sdataとして記憶させ、先に記憶されている実行用データ長Sdataより長く先に記憶されている実行用符号長ScodeのBCH符号で検出可能なエラー数の上限近傍の値より多くのエラーを検出可能な符号長を実行用符号長Scodeとして訂正情報記憶部132に記憶させる。図13は、フラッシュメモリ112に記憶されているデータにビットエラーが生じている様子の一例を示す説明図である。ここでは、説明のため、1個の実行用符号長Scodeのデータに対してエラーデータ数Nerrorを検出するものとする。図中、「×」印がビットエラーが生じているデータの位置を示している。ここでは、説明のため、最初にエラー訂正回路130の訂正情報記憶部132に実行用データ長Sdataとして512バイト,実行用符号長Scodeとして(512バイト+104ビット)が記憶されており、最初にフラッシュメモリ112から読み出した実行用符号長Scode(512バイト+104ビット)のデータに9ビットのビットエラーが生じて、次にフラッシュメモリ112から読み出した実行用符号長Scode(512バイト+104ビット)のデータに2ビットのビットエラーが生じているものとする。読み出し要求信号が入力されたときには、最初に、エラー訂正回路130の復号部136に実行用符号長Scode(512バイト+104ビット)のデータが入力される。このBCH符号では、8ビットのビットエラーまで訂正可能(上限エラー数Nmaxが値8)であるが、最初に読み出したデータには9ビットのビットエラーが生じているため、符号長が(512バイト+104ビット)のBCH符号では、エラー訂正回路130でエラー訂正することができない。実施例のエラー訂正回路130では、書き込み消去回数計数回路129で計数された書き込み消去回数Nwrが判定用閾値Nrefを超えると、訂正情報記憶部132に実行用データ長Sdataとして1Kバイト,実行用符号長Scodeとして(1Kバイト+210ビット)を記憶させるから、次に書き込み要求信号が入力されたときには、データのサイズが1Kバイト、パリティビットが210ビットの(1Kバイト+210ビット)の符号長のBCH符号がフラッシュメモリ112に記憶され、フラッシュメモリ112からデータを読み出す際には符号長が(1Kバイト+210ビット)のBCH符号としてデータが読み出される。このとき、図示するように、読み出したデータには11ビットのビットエラーが生じているが、符号長が(1Kバイト+210ビット)のBCH符号では15ビットまでのビットエラーを訂正することができるため、こうしたエラーを訂正することができるようになる。このように、書き込み消去回数計数回路129で計数された書き込み消去回数Nwrが判定用閾値Nrefを超えたときには、訂正情報記憶部132に記憶されている実行用データ長Sdataと実行用符号長Scodeとをより長くすることにより、より多くのエラーを訂正することができる。   In the flash memory system 110 configured as described above, when the write / erase number Nwr counted by the write / erase number counting circuit 129 exceeds the determination threshold value Nref, the storage processing unit 138 of the error correction circuit 130 stores the correction information storage unit 132. The data length twice the stored execution data length Sdata is stored as the execution data length Sdata, and the execution code length Scode stored longer than the previously stored execution data length Sdata is stored. A code length capable of detecting more errors than a value near the upper limit of the number of errors detectable with the BCH code is stored in the correction information storage unit 132 as an execution code length Scode. FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a state in which a bit error has occurred in the data stored in the flash memory 112. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the number of error data Nerror is detected for one piece of code of execution code length Scode. In the figure, the “x” mark indicates the position of data where a bit error has occurred. Here, for explanation, 512 bytes as the execution data length Sdata and (512 bytes + 104 bits) as the execution code length Scode are first stored in the correction information storage unit 132 of the error correction circuit 130. A 9-bit bit error occurs in the data of the execution code length Scode (512 bytes + 104 bits) read from the memory 112, and the data of the execution code length Scode (512 bytes + 104 bits) read from the flash memory 112 is then generated. Assume that a 2-bit bit error has occurred. When a read request signal is input, first, data of an execution code length Scode (512 bytes + 104 bits) is input to the decoding unit 136 of the error correction circuit 130. In this BCH code, correction is possible up to a bit error of 8 bits (the upper limit error number Nmax is 8), but a 9-bit bit error has occurred in the first read data, so the code length is (512 bytes). With the (+104 bit) BCH code, the error correction circuit 130 cannot perform error correction. In the error correction circuit 130 according to the embodiment, when the write / erase number Nwr counted by the write / erase number counting circuit 129 exceeds the determination threshold Nref, the correction information storage unit 132 stores 1 Kbyte as the execution data length Sdata, and the execution code. Since (1K bytes + 210 bits) is stored as the length Scode, the next time a write request signal is input, a BCH code having a code length of 1K bytes and a parity bit of 210 bits (1K bytes + 210 bits) is used. Is stored in the flash memory 112, and when data is read from the flash memory 112, the data is read as a BCH code having a code length of (1K bytes + 210 bits). At this time, as shown in the figure, an 11-bit bit error has occurred in the read data, but a bit error of up to 15 bits can be corrected with a BCH code having a code length of (1 Kbyte + 210 bits). , You will be able to correct these errors. As described above, when the write / erase number Nwr counted by the write / erase number counting circuit 129 exceeds the determination threshold Nref, the execution data length Sdata and the execution code length Scode stored in the correction information storage unit 132 are By making the length longer, more errors can be corrected.

以上説明した第2実施例のフラッシュメモリシステム110によれば、書き込み消去回数計数回路129で計数された書き込み消去回数Nwrが判定用閾値Nrefを超えたときには、エラー訂正回路130の記憶処理部138は、上限エラー数Nmaxより多いエラーを検出可能でデータの長さが訂正情報記憶部132に記憶されている実行用データ長Sdataより長くなるデータの長さおよびBCH符号の符号長をそれぞれ実行用データ長Sdataおよび実行用符号長Scodeとして訂正情報記憶部132に記憶させるから、次に書き込み要求信号が入力されたときには、エラー訂正回路130の符号化部134は、入力されたデータをより長い実行用データ長Sdataずつ順次読み込んで該読み込んだデータをより長い実行用符号長ScodeのBCH符号に符号化して出力し、次に読み出し要求信号が入力されたときには、エラー訂正回路130の復号部136は、より長い実行用符号長ScodのBCH符号でデータをエラー訂正することができる。これにより、より多くのエラーを訂正することができる。また、データ反転回路128は、バッファ回路126からデータを4ビットずつ読み出し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数より多いときには”1”のデータを”0”に反転させると共に”0”のデータを”1”に反転させるビット反転を実行すると共に”1”の反転フラグを付加してエラー訂正回路130に出力し、読み出した4ビットのデータに含まれる”0”のデータの数が”1”のデータの数以下であるときにはビット反転を実行せずにビット反転が実行されなかったことを示す”0”の非反転フラグを付加してエラー訂正回路130に出力する。これにより、フラッシュメモリ112に記憶しているデータにエラーが生じる確率をより低くすることができる。   According to the flash memory system 110 of the second embodiment described above, when the write / erase number Nwr counted by the write / erase number counting circuit 129 exceeds the determination threshold Nref, the storage processing unit 138 of the error correction circuit 130 The length of the data that can detect an error larger than the upper limit error number Nmax and the data length is longer than the execution data length Sdata stored in the correction information storage unit 132 and the code length of the BCH code are respectively executed data. Since the correction information storage unit 132 stores the length Sdata and the execution code length Scode, when the next write request signal is input, the encoding unit 134 of the error correction circuit 130 uses the input data for longer execution. Data length Sdata is read sequentially and the read data is for longer execution When a read request signal is input next after being encoded into a BCH code with a code length Scode and output, the decoding unit 136 of the error correction circuit 130 performs error correction on the data with a BCH code with a longer execution code length Scod. be able to. Thereby, more errors can be corrected. The data inversion circuit 128 reads out data from the buffer circuit 126 bit by bit, and when the number of “0” data included in the read 4-bit data is larger than the number of “1” data, the data inversion circuit 128 is “1”. Inverts data to “0” and performs bit inversion to invert “0” data to “1” and adds an inversion flag of “1” to the error correction circuit 130 to output the read 4-bit When the number of “0” data included in the data is less than or equal to the number of “1” data, a bit inversion is not performed and a “0” non-inversion flag is added to indicate that the bit inversion has not been performed. To the error correction circuit 130. Thereby, the probability that an error will occur in the data stored in the flash memory 112 can be further reduced.

第2実施例のフラッシュメモリシステム110では、メモリコントローラ20は、フラッシュメモリセルを複数有するフラッシュメモリセルアレイを備えるNAND型フラッシュメモリを制御するものとしたが、メモリコントローラ20で制御するメモリとしては、NAND型フラッシュメモリに限定されるものではなく、NOR型のフラッシュメモリを制御するものとしてもよい。また、メモリコントローラ20で制御するメモリとしては、こうしたフラッシュメモリに限定されるものではなく、書き込み消去回数により記憶しているデータにエラーが生じる確率が高くなる傾向の不揮発性メモリであれば如何なるものでもよく、例えば、材料の結晶構造を変化させることでデータを記憶する相変化メモリや電子のスピンをメモリ素子として利用してデータを記憶する磁気抵抗メモリ、強誘電体のヒステリシス(履歴現象)を利用して正負の自発分極を1と0に対応させてデータを記憶する強誘電体メモリ、電圧の印加による電気抵抗の変化を利用してデータを記憶する抵抗変化型メモリであるものとしてもよい。   In the flash memory system 110 of the second embodiment, the memory controller 20 controls a NAND flash memory including a flash memory cell array having a plurality of flash memory cells. However, as the memory controlled by the memory controller 20, the NAND The present invention is not limited to the type flash memory, and a NOR type flash memory may be controlled. Further, the memory controlled by the memory controller 20 is not limited to such a flash memory, and any non-volatile memory that tends to increase the probability that an error occurs in the stored data depending on the number of write / erase times. However, for example, a phase change memory that stores data by changing the crystal structure of the material, a magnetoresistive memory that stores data using the spin of electrons as a memory element, and hysteresis (history phenomenon) of ferroelectrics It may be a ferroelectric memory that stores data by using positive and negative spontaneous polarizations corresponding to 1 and 0, or a resistance change memory that stores data by using a change in electrical resistance caused by application of a voltage. .

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、上限エラー数Nmaxを、データ長が実行用データSdataであり符号長が実行用符号長Scodeであるn個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限であるものとしたが、こうしたエラー数の上限より若干小さい値であるものとしてもよい。例えば、512バイトのデータに104ビットのパリティビットを付加した符号長が(512バイト+104ビット)のn個のBCH符号では、1個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限が8ビットであるため、上限エラー数Nmaxをn×8ビットより数ビットから10数ビット小さいものとするのが望ましく、1Kバイトのデータに210ビットのパリティビットを付加した符号長が(1Kバイト+210ビット)のn個のBCH符号では、1個のBCH符号で検出可能なエラー数の上限が15ビットであるため、上限エラー数Nmaxをn×15ビットより数ビットから10数ビット小さいものとするのが望ましい。 In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the upper limit error number Nmax can be detected by n BCH codes whose data length is the execution data Sdata and whose code length is the execution code length Scode. Although the upper limit of the number of errors is assumed, it may be a value slightly smaller than the upper limit of the number of errors. For example, in the case of n BCH codes having a code length of (512 bytes + 104 bits) obtained by adding 104 parity bits to 512-byte data, the upper limit of the number of errors that can be detected by one BCH code is 8 bits. Therefore, it is desirable that the upper limit error number Nmax is smaller than n × 8 bits by several bits to 10 and several bits, and the code length obtained by adding 210-bit parity bits to 1-Kbyte data is (1 Kbyte + 210 bits). Since the upper limit of the number of errors that can be detected by one BCH code is 15 bits in each BCH code, it is desirable that the upper limit error number Nmax is smaller than n × 15 bits by several bits to 10 or more bits.

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、記憶処理部38,138において訂正情報記憶部32,132に記憶されている実行用データ長Sdataより長くなるデータの長さおよびBCH符号の符号長をそれぞれ実行用データ長Sdataおよび実行用符号長Scodeとして訂正情報記憶部32,132に記憶させる際に、実行用符号長Scodeの上限である上限実行用符号長Scmax未満となるよう実行用データ長Sdataや実行用符号長Scodeを定めて訂正情報記憶部32,132に記憶させるものとしてもよい。この場合、上限実行用符号長Scmaxを、エラー訂正回路30の消費電力がエラー訂正回路30に許容される許容電力以下となる実行用符号長Scodeやホストインターフェース回路22とバッファ回路26とデータ反転回路28とエラー訂正回路30とメモリインターフェース回路24とを組み合わせた回路の消費電力がこれらを組み合わせた回路に許容される許容電力以下となる実行用符号長Scode,メモリコントローラ20の消費電力がメモリコントローラに許容される許容電力以下となる実行用符号長Scodeに設定するものしてもよい。このように設定するのは、実行用符号長Scodeが長くなるほどエラー訂正回路30の消費電力が大きくなるため、エラー訂正回路30の消費電力やホストインターフェース回路22とバッファ回路26とデータ反転回路28とエラー訂正回路30とメモリインターフェース回路24とを組み合わせた回路の消費電力,メモリコントローラ20の消費電力が大きくなる傾向であることに基づく。こうすれば、エラー訂正回路30やホストインターフェース回路22とバッファ回路26とデータ反転回路28とエラー訂正回路30とメモリインターフェース回路24とを組み合わせた回路,メモリコントローラ20の消費電力がそれぞれに許容させる許容電力を超えるのを抑制することができる。また、上限実行用符号長Scmaxを、メモリインターフェース回路24が単位時間あたりにフラッシュメモリ12からデータを読み出し可能なデータ量である読み出し速度がメモリインターフェース回路24に許容される許容読み出し速度以下となる実行用符号長Scodeに設定するものとしてもよい。このように設定するのは、実行用符号長Scodeが長くなるほどメモリインターフェース回路24における読み出し速度が遅くなる傾向であることに基づく。こうすれば、フラッシュメモリ12からのデータの読み出し速度が許容読み出し速度以下となるのを抑制することができる。また、上限実行用符号長Scmaxを、エラー訂正回路30の面積がエラー訂正回路30に許容される許容面積以下となる実行用符号長Scodeやホストインターフェース回路22とバッファ回路26とデータ反転回路28とエラー訂正回路30とメモリインターフェース回路24とを組み合わせた回路の面積がこれらを組み合わせた回路に許容される許容面積以下となる実行用符号長Scode,メモリコントローラ20の面積がメモリコントローラに許容される許容面積以下となる実行用符号長Scodeに設定するものしてもよい。このように設定するのは、実行用符号長Scodeが長くなるほどエラー訂正回路30の面積が大きくなるため、エラー訂正回路30の面積やホストインターフェース回路22とバッファ回路26とデータ反転回路28とエラー訂正回路30とメモリインターフェース回路24とを組み合わせた回路の面積,メモリコントローラ20の面積が大きくなる傾向であることに基づく。こうすれば、エラー訂正回路30やホストインターフェース回路22とバッファ回路26とデータ反転回路28とエラー訂正回路30とメモリインターフェース回路24とを組み合わせた回路,メモリコントローラ20の面積がそれぞれに許容させる許容面積を超えるのを抑制することができる。さらに、上限実行用符号長Scmaxを、上述した回路の消費電力および読み出し速度,回路の面積のうち複数を考慮して設定するものとしてもよい。   In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the data length and BCH code that are longer than the execution data length Sdata stored in the correction information storage units 32 and 132 in the storage processing units 38 and 138 Are stored in the correction information storage units 32 and 132 as the execution data length Sdata and the execution code length Scode, respectively, so that the code length is less than the upper limit execution code length Scmax that is the upper limit of the execution code length Scode. The data length Sdata and the execution code length Scode may be determined and stored in the correction information storage units 32 and 132. In this case, the upper limit execution code length Scmax is set to the execution code length Scode, the host interface circuit 22, the buffer circuit 26, and the data inversion circuit in which the power consumption of the error correction circuit 30 is less than the allowable power allowed by the error correction circuit 30. 28, the error correction circuit 30, and the memory interface circuit 24, the power consumption of the execution code length Scode in which the power consumption of the circuit combined with these is less than the allowable power allowed for the circuit combining them, and the power consumption of the memory controller 20 It may be set to an execution code length Scode that is equal to or less than an allowable allowable power. This setting is made because the power consumption of the error correction circuit 30 increases as the execution code length Scode becomes longer. Therefore, the power consumption of the error correction circuit 30, the host interface circuit 22, the buffer circuit 26, the data inversion circuit 28, This is based on the fact that the power consumption of the circuit combining the error correction circuit 30 and the memory interface circuit 24 and the power consumption of the memory controller 20 tend to increase. In this way, the power consumption of the error controller 30, the host interface circuit 22, the buffer circuit 26, the data inversion circuit 28, the error correction circuit 30, and the memory interface circuit 24, and the power consumption of the memory controller 20 are allowed. Exceeding power can be suppressed. Further, the upper limit execution code length Scmax is set such that the read speed, which is the amount of data that the memory interface circuit 24 can read data from the flash memory 12 per unit time, is equal to or lower than the allowable read speed allowed by the memory interface circuit 24. The code length Scode may be set. This setting is based on the tendency that the reading speed in the memory interface circuit 24 tends to be slower as the execution code length Scode becomes longer. In this way, it is possible to suppress the reading speed of data from the flash memory 12 from being lower than the allowable reading speed. Further, the upper limit execution code length Scmax is set so that the execution code length Scode, the host interface circuit 22, the buffer circuit 26, the data inversion circuit 28, and the like are such that the area of the error correction circuit 30 is less than or equal to the allowable area allowed by the error correction circuit 30 The code length Scode for execution in which the area of the circuit combining the error correction circuit 30 and the memory interface circuit 24 is less than or equal to the allowable area allowed for the circuit combining them, and the area where the memory controller 20 is allowed to be allowed by the memory controller It may be set to an execution code length Scode that is equal to or smaller than the area. The reason for this setting is that the area of the error correction circuit 30 increases as the execution code length Scode becomes longer. Therefore, the area of the error correction circuit 30, the host interface circuit 22, the buffer circuit 26, the data inverting circuit 28, and the error correction are corrected. This is because the area of the circuit combining the circuit 30 and the memory interface circuit 24 and the area of the memory controller 20 tend to increase. In this way, the error correction circuit 30, the host interface circuit 22, the buffer circuit 26, the data inversion circuit 28, the error correction circuit 30, and the memory interface circuit 24 are combined. Can be suppressed. Furthermore, the upper limit execution code length Scmax may be set in consideration of a plurality of the above-described circuit power consumption and reading speed and circuit area.

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、記憶処理部38,138を書き込み消去回数Nwrが判定用閾値Nrefを超えているときには訂正情報記憶部132に記憶されている実行用データ長Sdataの2倍のデータ長を実行用データ長Sdataとして訂正情報記憶部132記憶させるものとしたが、実行用データ長Sdataより長いデータ長を実行用データ長Sdataとして訂正情報記憶部132に記憶させればよいから、例えば、訂正情報記憶部132に記憶されている実行用データ長Sdataのm倍(mは、3以上の整数)のデータ長を実行用データ長Sdataとして訂正情報記憶部132記憶させるものとしてもよい。   In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the execution data stored in the correction information storage unit 132 when the write / erase count Nwr exceeds the determination threshold Nref in the storage processing units 38 and 138. Although the data length twice the length Sdata is stored in the correction information storage unit 132 as the execution data length Sdata, a data length longer than the execution data length Sdata is stored in the correction information storage unit 132 as the execution data length Sdata. Therefore, for example, the correction information storage unit 132 has a data length that is m times the execution data length Sdata (m is an integer of 3 or more) stored in the correction information storage unit 132 as the execution data length Sdata. It may be memorized.

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、データ反転回路28,128は、バッファ回路26,126からデータを4ビットずつ読み出し、読み出した4ビットのデータに含まれる”1”のデータの数が”0”のデータの数に基づいて1ビットの反転フラグまたは非反転フラグを付加するものとしたが、バッファ回路26,126から読み出すデータや反転フラグ,非反転フラグのサイズ(ビット数)は如何なるものとしてもよく、エラー訂正回路130からのデータに対しては、付加した反転フラグ,非反転フラグのサイズを考慮して反転フラグ,非反転フラグを削除したデータをバッファ回路26,126に出力すればよい。   In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the data inversion circuits 28 and 128 read out data from the buffer circuits 26 and 126 bit by bit, and the “1” included in the read 4-bit data. Although a 1-bit inversion flag or non-inversion flag is added based on the number of data of “0”, the size of the data to be read from the buffer circuits 26 and 126, the inversion flag and the non-inversion flag (bits) The data from the error correction circuit 130 is not limited to the data obtained by deleting the inversion flag and non-inversion flag in consideration of the size of the added inversion flag and non-inversion flag. What is necessary is just to output to 126.

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、データを符号化する際にBCH符号を用いるものとしたが、こうしたエラー訂正を行うための符号としては、BCH符号に限定されるものではなく、リード・ソロモン符号などのブロック符号やLDPC符号などの畳込み符号を用いるものとしてもよい。   In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the BCH code is used when encoding data, but the code for performing such error correction is limited to the BCH code. Instead, a block code such as a Reed-Solomon code or a convolutional code such as an LDPC code may be used.

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、メモリコントローラ20は、データ反転回路28,128を備えているものとしたが、メモリコントローラ20をデータ反転回路28,128を備えていないものとしてバッファ回路26,126とエラー訂正回路30,130との間でデータを入出力するものとしてもよい。   In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the memory controller 20 includes the data inversion circuits 28 and 128. However, the memory controller 20 does not include the data inversion circuits 28 and 128. For example, data may be input / output between the buffer circuits 26 and 126 and the error correction circuits 30 and 130.

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、フラッシュメモリセルは、フローティングゲートに電子が注入された状態を”0”のデータとして記憶し、フローティングゲートから電子が引き抜かれて”0”の状態よりフローティングゲートの電子が少なくなっている状態を”1”のデータとして記憶する二値記憶の素子であるものとしたが、例えば、フローティングゲートへの電子の注入量が4段階に制御され”00”,”01”,”10”,”11”の4値を記憶可能なものなど、二値より多い多値記憶の素子とするものとしてもよい。   In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the flash memory cell stores the state in which electrons are injected into the floating gate as “0” data, and the electrons are extracted from the floating gate to “0”. It is assumed that the binary storage element stores the state in which the number of electrons in the floating gate is less than that in the “state” as “1” data. For example, the amount of electrons injected into the floating gate is controlled in four stages. It is also possible to use a multi-value storage element having more than two values, such as one capable of storing four values “00”, “01”, “10”, and “11”.

第1,第2実施例のフラッシュメモリシステム10,110では、フラッシュメモリ12,112とメモリコントローラ20,120とは個別の半導体チップ上に形成されているものとしたが、同一の半導体チップ上に形成されているものとしてもよい。   In the flash memory systems 10 and 110 of the first and second embodiments, the flash memories 12 and 112 and the memory controllers 20 and 120 are formed on separate semiconductor chips, but on the same semiconductor chip. It may be formed.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

なお、本発明は、平成21年度独立行政法人科学技術振興機構の戦略的創造研究推進事業の研究課題「ディペンダブル ワイヤレス ソリッド・ステート・ドライブ」の成果である。   In addition, this invention is the result of the research subject "Dependable Wireless Solid State Drive" of the Strategic Creation Research Promotion Project of the Japan Science and Technology Agency in 2009.

本発明は、データ入出力制御装置および半導体記憶装置システムの製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of data input / output control devices and semiconductor memory device systems.

10,110 フラッシュメモリシステム、12,112 フラッシュメモリ、20,120 メモリコントローラ、22,122 ホストインターフェース回路、24,124 メモリインターフェース回路、26,126 バッファ回路、28,128 データ反転回路、30,130 エラー訂正回路、32,132 訂正情報記憶部、34,134 符号化部、36 復号エラー数検出部、38,138,記憶処理部、40、140 制御回路、60,160 ホスト装置、129 書き込み消去回数計数回路、136 復号部。   10,110 Flash memory system, 12,112 Flash memory, 20,120 Memory controller, 22,122 Host interface circuit, 24,124 Memory interface circuit, 26,126 Buffer circuit, 28,128 Data inversion circuit, 30,130 Error Correction circuit, 32, 132 Correction information storage unit, 34, 134 Encoding unit, 36 Decoding error number detection unit, 38, 138, Storage processing unit, 40, 140 Control circuit, 60, 160 Host device, 129 Count of write / erase times Circuit, 136 Decoding unit.

Claims (12)

ホスト装置から入力されたデータを所定のエラー訂正符号に符号化して不揮発性の半導体記憶装置に記憶させると共に前記半導体記憶装置に記憶されているデータを入力して該入力したデータに対して前記所定のエラー訂正符号を用いてエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力するデータ入出力制御装置であって、
前記所定のエラー訂正符号に符号化するデータの長さである実行用データ長および前記所定のエラー訂正符号の長さである実行用符号長を記憶するエラー訂正情報記憶部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用データ長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータを前記実行用符号長の前記所定のエラー訂正符号に符号化して前記半導体記憶装置に出力する符号化部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだデータに対して前記所定のエラー訂正符号によりエラー訂正すると共に復号して前記ホスト装置に出力する復号部と、入力されたデータを前記記憶されている実行用符号長ずつ順次読み込んで該読み込んだn個(nは、値1以上の整数)のデータに対して前記所定のエラー訂正符号により前記読み込んだデータのうちエラーが生じているデータ数であるエラーデータ数を検出するエラー検出部と、前記検出されたエラーデータ数が予め定められた上限エラー数を超えているときには1個の前記実行用符号長の所定のエラー訂正符号で訂正および検出可能なエラー数の上限より多いエラーを訂正および検出可能でデータの長さが前記エラー訂正情報記憶部に記憶されている実行用データ長より長くなるデータの長さおよび前記所定のエラー訂正符号の符号長をそれぞれ前記実行用データ長および前記実行用符号長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる記憶処理部と、を有するデータ訂正入出力回路と、
前記ホスト装置から前記半導体記憶装置へのデータの書き込みを要求する書き込み要求信号が入力されたときには前記ホスト装置から入力されたデータが前記データ訂正入出力回路の符号化部に入力されて前記データ訂正入出力回路の符号化部から出力されたデータが前記半導体記憶装置に出力されると共に該出力されたデータが前記半導体記憶装置に記憶されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの読み出し要求する読み出し要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータが読み出されて該読み出されたデータが前記データ訂正入出力回路の復号部に入力され該データ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータが前記ホスト装置に出力されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御し、前記ホスト装置から前記半導体記憶装置に記憶されているデータの消去を要求する消去要求信号が入力されたときには前記半導体記憶装置に記憶されているデータを読み出して該読み出したデータが前記データ訂正入出力回路のエラー検出部に入力された後に前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御する制御回路と、
を備えるデータ入出力制御装置。
Data input from the host device is encoded into a predetermined error correction code and stored in a non-volatile semiconductor memory device, and the data stored in the semiconductor memory device is input and the predetermined data is input to the predetermined data. A data input / output control device for error correction using the error correction code and decoding and outputting to the host device,
An error correction information storage unit that stores an execution data length that is the length of data to be encoded into the predetermined error correction code and an execution code length that is the length of the predetermined error correction code; and the input data An encoding unit that sequentially reads the stored execution data lengths in sequence, encodes the read data into the predetermined error correction code of the execution code length, and outputs the encoded data to the semiconductor memory device; and A decoding unit that sequentially reads data in increments of the stored execution code length, corrects the read data with the predetermined error correction code, and decodes and outputs the decoded data to the host device; and the input data Are sequentially read for each of the stored execution code lengths, and the predetermined error correction code is applied to the read n pieces (n is an integer equal to or greater than 1). An error detection unit that detects the number of error data, which is the number of data in which an error has occurred among the read data, and one when the number of detected error data exceeds a predetermined upper limit error number Execution data length capable of correcting and detecting errors greater than the upper limit of the number of errors that can be corrected and detected with a predetermined error correction code of the execution code length, and storing the data length in the error correction information storage unit A data processing unit having a storage processing unit that stores the longer data length and the code length of the predetermined error correction code in the error correction information storage unit as the execution data length and the execution code length, respectively. An output circuit;
When a write request signal for requesting writing of data from the host device to the semiconductor memory device is input, the data input from the host device is input to the encoding unit of the data correction input / output circuit and the data correction The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are arranged so that the data output from the encoding unit of the input / output circuit is output to the semiconductor memory device and the output data is stored in the semiconductor memory device. When the read request signal for controlling and reading the data stored in the semiconductor memory device is input from the host device, the data stored in the semiconductor memory device is read and the read data Is input to the decoding unit of the data correction input / output circuit and output from the decoding unit of the data correction input / output circuit. The data correction input / output circuit and the semiconductor memory device are controlled so as to be output to the host device, and an erasure request signal for requesting erasure of data stored in the semiconductor memory device is input from the host device Sometimes the data stored in the semiconductor memory device is read out, and the data stored in the semiconductor memory device is erased after the read data is input to the error detection unit of the data correction input / output circuit. A control circuit for controlling the data correction input / output circuit and the semiconductor memory device;
A data input / output control device comprising:
請求項1記載のデータ入出力制御装置であって、
前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記検出されたエラー数が前記上限エラー数を超えているときには前記記憶されている実行用データ長のm倍(mは2以上の整数)のデータ長を前記実行用データ長として前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部である
データ入出力制御装置。
The data input / output control device according to claim 1,
The storage processing unit of the data correction input / output circuit, when the detected number of errors exceeds the upper limit number of errors, is m times the stored execution data length (m is an integer of 2 or more). A data input / output control device which is a processing unit that stores a length in the error correction information storage unit as the execution data length.
請求項1または2記載のデータ入出力制御装置であって、
前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記データ訂正入出力回路で消費する電力が該データ訂正入出力回路での消費が許容される許容電力以下となる前記実行用符号長の上限として予め定められた上限電力許容符号長より前記エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した前記実行用データ長および前記実行用符号長を前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部である
データ入出力制御装置。
The data input / output control device according to claim 1 or 2 ,
The storage processing unit of the data correction input / output circuit is preliminarily set as an upper limit of the code length for execution at which the power consumed by the data correction input / output circuit is less than or equal to the allowable power allowed to be consumed by the data correction input / output circuit. The execution data length and the execution code length set so that the execution code length stored in the error correction information storage unit is shorter than a predetermined upper limit power allowable code length are stored in the error correction information storage unit A data input / output control device that is a processing unit.
請求項1ないしいずれか1つの請求項に記載のデータ入出力制御装置であって、
前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記データ訂正入出力回路が単位時間あたりに前記半導体記憶装置から読み出し可能なデータ量である読み出し速度が前記データ訂正入出力回路で許容される許容読み出し速度以下となる前記実行用符号長の上限として予め定められた上限速度許容符号長より前記エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した前記実行用データ長および前記実行用符号長を前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部である
データ入出力制御装置。
A data input / output control device according to any one of claims 1 to 3 ,
The storage processing unit of the data correction input / output circuit is configured to permit reading, which is a data rate that the data correction input / output circuit can read from the semiconductor memory device per unit time. The execution data length set so that the execution code length stored in the error correction information storage unit is shorter than an upper limit speed allowable code length predetermined as an upper limit of the execution code length that is equal to or lower than the speed, and the A data input / output control device, which is a processing unit that stores an execution code length in the error correction information storage unit.
請求項1ないしいずれか1つの請求項に記載のデータ入出力制御装置であって、
前記データ訂正入出力回路の記憶処理部は、前記データ訂正入出力回路の面積が該データ訂正入出力回路に許容される許容面積以下となる前記実行用符号長の上限として予め定められた上限面積許容符号長より前記エラー訂正情報記憶部に記憶している実行用符号長が短くなるよう設定した前記実行用データ長および前記実行用符号長を前記前記エラー訂正情報記憶部に記憶させる処理部である
データ入出力制御装置。
A data input / output control device according to any one of claims 1 to 4 ,
The storage processing unit of the data correction input / output circuit has an upper limit area predetermined as an upper limit of the code length for execution in which the area of the data correction input / output circuit is equal to or less than an allowable area allowed for the data correction input / output circuit. A processing unit for storing the execution data length and the execution code length set in the error correction information storage unit in the error correction information storage unit so that the execution code length stored in the error correction information storage unit is shorter than an allowable code length; A data I / O controller.
請求項1ないしいずれか1つの請求項に記載のデータ入出力制御装置であって、
前記半導体記憶装置は、フローティングゲートへの電子の注入量に応じて複数の電子注入状態を多値記憶として記憶すると共に前記フローティングゲートへの電子の注入量が多いほど劣化が促進される傾向の半導体記憶素子を複数有する装置であり、
前記データ訂正入出力回路は、
前記入力されたデータを第1の長さずつ順次読み込んで該読み込んだ第1の長さのデータのうち前記半導体記憶素子を予め定められた所定の電子注入状態より前記フローティングゲートへの電子の注入量が多い状態にする高電子注入データの数が前記半導体記憶素子を前記所定の高電子注入状態より前記フローティングゲートへの電子の注入量が少ない状態にする低電子注入データの数以下であるときには第2の長さの第1のフラグを付加して前記符号化部に出力し、前記読み込んだ第1の長さのデータのうち前記高電子注入データの数が前記低電子注入データの数を超えているときには前記高電子注入データを前記低電子注入データに変換すると共に前記低電子注入データを前記高電子注入データに変換するデータ変換を施して該データ変換後のデータに前記第2の長さの第2のフラグを付加して前記符号化部に出力し、前記復号部から出力されたデータを前記第1の長さに前記第2の長さを加えた第3の長さずつ順次読み込んで該読み込んだ第3の長さのデータが前記第1のフラグを含んでいるときには前記データから前記第1のフラグを削除したデータを出力すると共に前記読み込んだ第3の長さのデータが前記第2のフラグを含んでいるときには前記第2のフラグを削除した前記第1の長さのデータに対して前記データ変換を施して出力するデータ変換部、
を有する回路であり、
前記制御回路は、前記ホスト装置から前記書き込み要求信号が入力されたときには前記ホスト装置から入力されたデータが前記データ訂正入出力回路の前記データ変換部を介して前記符号化部に入力され、前記ホスト装置から前記読み出し要求信号が入力されたときには前記データ訂正入出力回路の復号部から出力されたデータが前記データ変換部を介して前記ホスト装置に出力されるよう前記データ訂正入出力回路と前記半導体記憶装置とを制御する回路である
データ入出力制御装置。
A data input / output control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The semiconductor memory device stores a plurality of electron injection states as a multi-value memory in accordance with the amount of electrons injected into the floating gate, and a semiconductor whose deterioration tends to be accelerated as the amount of electrons injected into the floating gate increases. A device having a plurality of storage elements,
The data correction input / output circuit is
The input data is sequentially read by a first length, and the semiconductor memory element of the read first length data is injected into the floating gate from a predetermined electron injection state. When the number of high electron injection data to make the quantity large is less than or equal to the number of low electron injection data to make the semiconductor memory element have a smaller quantity of electrons injected into the floating gate than the predetermined high electron injection state A first flag of a second length is added and output to the encoding unit, and the number of high electron injection data among the read first length data is the number of low electron injection data. If it exceeds, the high electron injection data is converted into the low electron injection data, and the data conversion is performed by converting the low electron injection data into the high electron injection data. The second flag having the second length is added to the subsequent data and output to the encoding unit, and the data output from the decoding unit is set to the first length and the second length is set to the second length. When the added third length is sequentially read and the read third length data includes the first flag, the data obtained by deleting the first flag from the data is output and the reading is performed. However, when the third length data includes the second flag, a data conversion unit that performs the data conversion on the first length data from which the second flag is deleted, and outputs the data.
A circuit having
The control circuit, when the write request signal is input from the host device, data input from the host device is input to the encoding unit through the data conversion unit of the data correction input / output circuit, When the read request signal is input from the host device, the data correction input / output circuit and the data correction input / output circuit are output so that the data output from the decoding unit of the data correction input / output circuit is output to the host device via the data conversion unit. A data input / output control device which is a circuit for controlling a semiconductor memory device.
請求項記載のデータ入出力制御装置であって、
前記半導体記憶素子は、前記フローティングゲートに電子が注入された高電子注入状態と該高電子注入状態より前記フローティングゲートに注入されている電子が少ない低電子注入状態とを二値記憶として記憶する素子であり、
前記高電子注入データは前記半導体記憶素子を前記高電子注入状態にするデータであり、前記低電子注入データは前記半導体記憶素子を前記低電子注入状態にするデータである
データ入出力制御装置。
The data input / output control device according to claim 6 ,
The semiconductor memory element stores, as binary storage, a high electron injection state in which electrons are injected into the floating gate and a low electron injection state in which electrons are injected into the floating gate less than the high electron injection state. And
The data input / output control device, wherein the high electron injection data is data for setting the semiconductor memory element in the high electron injection state, and the low electron injection data is data for setting the semiconductor memory element in the low electron injection state.
請求項1ないしいずれか1つの請求項に記載のデータ入出力制御装置であって、
前記所定のエラー訂正符号は、ブロック符号または畳込み符号である
データ入出力制御装置。
A data input / output control device according to any one of claims 1 to 7 ,
The data input / output control apparatus, wherein the predetermined error correction code is a block code or a convolutional code.
請求項1ないしいずれか1つの請求項に記載のデータ入出力制御装置であって、
前記半導体記憶装置は、前記半導体記憶装置にデータが書き込まれた回数と前記半導体記憶装置に記憶されているデータが消去された回数との和の回数である書き込み消去回数が多くなるほど記憶しているデータにエラーが生じる確率が高くなる傾向の装置である
データ入出力制御装置。
A data input / output control device according to any one of claims 1 to 8 ,
The semiconductor memory device stores the larger the number of times of writing and erasing, which is the sum of the number of times data is written to the semiconductor memory device and the number of times data stored in the semiconductor memory device is erased. A data I / O controller that tends to increase the probability of data errors.
請求項記載のデータ入出力制御装置であって、
前記半導体記憶装置は、NAND型フラッシュメモリおよびNOR型フラッシュメモリおよび相変化メモリおよび磁気抵抗メモリおよび強誘電体メモリおよび抵抗変化型メモリのいずれか又はこれらを複数組み合わせた装置である
データ入出力制御装置。
The data input / output control device according to claim 9 , wherein
The semiconductor memory device is a NAND flash memory, a NOR flash memory, a phase change memory, a magnetoresistive memory, a ferroelectric memory, a resistance change memory, or a combination of these data input / output control device .
請求項1ないし10いずれか1つの請求項に記載のデータ入出力制御装置であって、
前記半導体記憶装置は、前記データ入出力制御装置が形成された半導体チップと異なる半導体チップに形成された装置である
データ入出力制御装置。
A data input / output control device according to any one of claims 1 to 10 ,
The semiconductor memory device is a device formed on a semiconductor chip different from the semiconductor chip on which the data input / output control device is formed.
不揮発性の半導体記憶装置と、
請求項1ないしいずれか1つの請求項に記載のデータ入出力制御装置と、
を備える半導体記憶装置システム。
A non-volatile semiconductor memory device;
A data input / output control device according to any one of claims 1 to 8 ,
A semiconductor memory device system.
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